Study of the Shape of Car Body Affecting Flow Resistance of Air Flowing Near Car

Considerable fuel in cars is consumed by air resistance. The flow resistance against the air stream was analyzed by flow analysis near the passenger car body. In this study, the models were used were cars available on the real market. Two velocities entered into inlet plane of flow were 80 km/h and 110 km/h using the flow analysis of CFX. As the study method, the velocity of air flow near the car and the pressure on the rear part of car body were investigated at the driving of car. The shapes of the study models were models 1 and 2, and the flow streams were four cases of 1, 2, 3, and 4. In case 1 among the four cases, the maximum pressure ($1.017{\times}10^5Pa$) on the rear part was highest and the maximum velocity (43.81m/s) of air flow near car body was fastest. The air drag force in the case of high speed (110km/h) driving a passenger car was higher than that of a normal driving speed (80km/h). The drag force at wide section area of the car body becomes higher than the narrow section area. The shape of the car body can be effectively designed to reduce the air resistance using the study results of this analysis.

자동차 주위에 흐르는 공기의 유동 저항에 미치는 차체의 형상 연구

공기 저항으로 인하여 자동차가 연료를 많이 소모하는 경우가 있다. 본 연구에서는 승용차 차체 주위에서의 유동해석을 이용하여 공기 흐름에 대한 그 유동 저항을 분석한다. 그리고 실제 시장에서 팔리는 차로서 그 연구 모델들을 사용하였다. CFX인 유동해석을 이용하여 유동 입구평면에 들어가는 공기의 유속은 80km/h와 110km/h인 2가지 경우로서 본 연구방법으로서 자동차가 진행시 자동차 주위의 공기 유속과 차체 뒷면의 압력을 조사하였다. 연구모델의 형상은 Model 1 및 2인 두 가지로 하였다. 그리고 Case 1, 2, 3, 4인 4가지의 유동 흐름의 경우 중에서 Case 1의 경우가 차체 뒷면의 최대압력이 $1.017{\times}10^5Pa$로 가장 큰 압력을 나타내었다. 또한 Case 1의 경우에 차체주위에 흐르는 공기의 최대 속도가 43.81m/s로서 가장 큰 압력을 나타내었다. 승용차의 고속 주행 시(110km/h)가 정속 주행(80km/h)보다 큰 공기의 항력이 나타나는 것을 알 수 있고 차체의 단면적이 넓은 차가 단면적이 작은 차보다 항력이 더 크게 나타난 것을 알 수 있다. 본 해석 결과를 이용하여 공기 저항을 줄일 수 있는 자동차 차체의 형상 설계를 효율적으로 할 수 있다고 사료된다.