韦 甘

（上海海洋大学，上海201306）

汽车外形的设计，除了美学和市场需求外，主要受汽车气动性能和乘坐舒适性的约束。反过来，汽车外形也是约束汽车气动性能和乘坐舒适性的重要因素。因为汽车外形是影响汽车气动性能和乘坐舒适性的重要因素，所以在汽车外形设计的过程中，设计的自由度会受到汽车气动性能和乘坐舒适性要求的约束。而汽车气动性能和乘坐舒适性之间也通常是难以兼顾的。例如为了追求极限气动性能而设计的低阻概念汽车通常有车内空间狭窄、前风窗倾角较大等问题，会导致乘坐的舒适性大幅度降低，这也是量产化汽车的气动性能难以大幅度提高的重要原因。

在汽车外形设计的过程中，如何兼顾设计自由度、汽车气动性能和乘坐舒适性，主要依靠经验和少量的对比实验[1]。本文尝试用一种量化的方法，以较大批量的样本点为统计基础，研究汽车外形关键参数对汽车气动性能和乘坐舒适性的综合影响，并提出指导外形设计的方法。

1 车身参数化

随着新能源、轮边电机等技术的发展[2]，车身的外形将会变得更加自由。本文将汽车外形化简为一个底部平整，尾部截断，其他部位用曲面光滑过渡的类钝体[3，4]。对该钝体的中间对称截面进行参数化。本文讨论的量化权衡方法只针对中间对称截面的参数。

图1和图2分别为凸头车型和凹头车型的中间对称截面的参数示意图。圆圈内数值表示参数编号，箭头方向为参数值增大时其所控制的控制点的移动方向。……