汽车空气动力学是研究空气与汽车相对运动时的现象和作用的一门科学。由于高速公路总里程的不断增加,导致汽车在高速行驶的比率大幅度增加。这样,自然而然的对汽车高速行驶时操纵稳定性提出了更到的要求。特别是油价飞涨的今日,汽车燃油经济性也逐渐成为了衡量汽车整体品质的重要标准之一。汽车空气动力特性对汽车的动力性、经济性和操纵稳定性有直接的影响。空气动力学有试验和理论两种研究方法。目前,国内外在解决汽车空气动力学的问题时,都是风洞试验和CFD相互补充和配合的。与风洞试验相比,CFD开发的时间短,所耗费的经费少,且用CFD模拟流场不受支架的干扰等的限制,因此对物理现象比较清楚的问题,用CFD方法解决的更快,但必须说明的是,CFD目前阶段还不可以完全代替风洞试验,因为汽车空气动力学中的物理图像尚未搞清,还不能建立精确的数学模型,很多实际问题还要靠试验解决,汽车空气动力学中很多问题的物理现象还要靠风洞试验来探求。风洞试验和CFD都是必要的手段,两者不能孤立,将来的风洞试验将会更多地应用于验证和完善理论上的论断或是流场综合模拟。当然数值模拟也能模拟风洞中难以完成的情况,比如风洞中难以模拟的两辆汽车并列前行或者超车时的空气动力特性。就现阶段来说,CFD在预测汽车外形的变化对流场特性的影响方面还是有效的,很适合用于汽车外形的选择分析。本文首先介绍了研究汽车空气动力学与汽车外流场数值模拟的意义,在第二章中,介绍了汽车空气动力学的理论基础。第三章概要介绍了数值模拟的理论基础。第四章,阐述了轿车数值模拟的整个过程,包括使用CATIA对SAE推荐的福特可变几何模型与计算区域的三维模型建立,使用ICEM对汽车外流场计算区域混合网格的划分,FLUENT湍流模型的选取,边界条件的设定,收敛性的判定等。第五章分别对福特可变几何模型的车头后倾角,发动机舱盖倾角,前风窗斜角,后风窗斜角,车身底部的尾部上翘角,车身离地间隙等六大项作为研究对象进行外流场数值模拟与气动分析,并应用分析结果并结合空气动力学理论对国产某型轿车进行局部气动特性优化设计。