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先给个结论：YES，三厢车一般风阻会比较小。 然后再给推论过程： 首先，汽车的风阻分为两部分，压差阻力和摩擦阻力。 压差阻力主要取决于车的外形。原理上就是前面压力大后面压力小。简单地说，越“流线型”压差阻力越小。 摩擦阻力和很多因素有关，当然最直接的就是车身面积。 对汽车这样的外形而言，压差阻力是占主导的，也就是说，做的尽可能“流线型”可以减小风阻。 两厢车的“大屁股”造型使得车身后部大范围分离，出现严重的低压区，导致压差阻力很大。三厢车的分离没那么严重，可以减小压差阻力。 Over。不知道说清楚没有。 !==== 深夜补充 ==== !（感叹号貌似暴露了 Fortran 狗的本质） 这学期正好在给老板当流体力学课的助教。借此机会梳理一下知识吧。 a.什么是阻力？ 在空气动力学的定义里，就是和来流速度方向相反的力。 其实换个坐标系看，基本可以认为汽车行进方向相反的力，因为正常情况下汽车不会抬头。 从数学定义上来说，阻力就是把流体作用在物体表面上的力做一个积分，然后向特定方向投影的分力。 b.阻力从何而来？ 这个问题其实是流体力学发展史上的一个重要问题，曾经在 18 世纪到 19 世纪困扰了学界 100 年。当然现在已经有比较完善的解释了。 要回答这个问题，先要知道流体对物体到底有什么直接作用的力，专业术语叫“应力”（不太严格）。这个力包括两部分：压力和粘性应力。 流体对物体会有压力很好理解。烧水时水壶盖被顶起来，就是因为水壶里的蒸汽压力比外面的大气压更大。飞机起落时耳朵会难受也是类似的道理。 粘性应力的理解可能稍微复杂一点。 先解释一下什么是粘性吧。胶水大家都用过，黏黏糊糊的，这就是最直观的粘性（依然不太严格）。那么水和空气有没有粘性？都有，只不过比较小，所以一般不会被人注意。 粘性会起什么作用？简单地说，粘性会导致一层流体被“粘”在物体表面。简单地说，粘性应力就是流体和物体之间的摩擦作用。 c.压差阻力和摩擦阻力 既然物体表面只会受到这样两种力，那把它们分别积分一下，就得到了压差阻力和摩擦阻力。 两种阻力哪个大呢？这取决于物体的外形。 下面这个图很好的解释了外形和阻力的关系。 圆球背后出现了很多漩涡，而漩涡就是低压区。圆球前面压力高，后面压力低，从而产生了很大的压力差，阻止圆球向前运动，这就是压差阻力占主导的情形。 相反，机翼周围的流体乖乖地绕过机翼，不产生漩涡，所以机翼前后压力差不大。这时候，摩擦阻力就占到了阻力的主要部分。 方板的情况和圆球类似，不再赘述。
那么问题来了：什么时候会出现漩涡（或者低压区），什么时候不出现低压区呢？这就和一个很重要的流动现象直接相关：流动分离。 流体是很聪明的，它会给自己找最省力的方式绕过物体。一般而言，流体绕过物体，会顺着物体表面流走，这就是所谓“附着流动”，就像上面机翼周围的流动一样。但是，如果前方出现了很强的阻碍作用（障碍物“太胖”，不容易绕过去了），那么从前面流过来的流体“勉强挤过去”之后也不会乖乖顺着物体表面继续前进，而是离开物体表面自己向前走，这就是流动分离。（流体也有逆反心理？）分离之后的物体表面会被反方向流动的下游流体占据，而下游流体和分离之后的流体互相一摩擦，就形成了漩涡。 笼统的说，如果不发生流动分离，那么主要的阻力来自于流体和物体表面的摩擦；而一旦发生流动分离，阻力就会明显变大，增加的部分主要是压差阻力；在流动分离不可避免的情况下，减小分离可以减小阻力。 所以，要想阻力小，最好流动不分离，简单来说就是“长得瘦一点”，或者说，更接近不发生分离的流线形状。这就是采用所谓“流线型设计”的根本原因。 回过头来看题主的问题： 汽车这样的外形流动分离是不可避免的，所以压差阻力占主导。两厢车的尾部外形会导致流体发生大规模分离，整个尾部都处在较低的压力之下，从而带来极大的压差阻力；而三厢车更接近流线型外形，车身后部的分离区小得多，尾部压力相应也会变大，所以压差阻力变小。 |
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