张俞飞 李传昌 上海工程技术大学

一、设计背景

国内关于可调尾翼控制机构研究较少，由于尾翼可调系统在机械，电子一体化以及对其控制的开发难度较大，且由于尾翼的加装导致赛车侧倾，侧偏和不足转向问题也制约着尾翼可调系统的发展。所以设计一款能够良好的实时调整尾翼各翼片攻角的可调系统急不可待。

二、尾翼攻角设计

尾翼主翼和襟翼均选择mva227翼型，采用二段翼结构。尾翼通过逐级增加定风翼的角度诱导气流，延后附面边界层分离，保证了气流稳定的流过，并且尾翼襟翼安装了作为翼型增升装置的格尼襟翼，提高了赛车在侧风状态下的稳定性以及赛车在低速状况下制造下压力的能力。

通过调整各项系数，实现赛车在不同赛道工况下理想的空气动力学性能，因此需设计多组攻角组合并保证下压力大的同时阻力尽可能的小，即寻求升阻比最大的最优解。

三、尾翼空气动力学仿真与结果讨论

本次空气动力学套件通过starccm+进行尾翼的仿真分析，根据实际比赛赛道以及赛车的特点，选择入口风速为20m/s，而网格大小及边界层的设计通过边界层计算器选取Y＋值为30进行计算。

所选边界类型有速度进口，压力出口、对称面和壁面。为了使仿真更贴近实际，地面设置为滑移壁面，滑移速度为20m/s。将除地面外的其余壁面，均设计成对称面，减少不必要计算资源的浪费，节省时间。

所选计算域长度为尾翼的10倍，高度为翼行半宽的5倍，以此保证不会出现回流确保精度。……