高速行駛的汽車為什麼帶不走汽車表面的塵土？

01-05

首先：我個人覺得汽車表面的粉塵是粘附的。但是汽車在高速行駛過程中，由於流體的作用會形成不同的壓力區域，由於高速氣體所帶來只是汽車上粉塵的分布不同，而不能將粘附的粉塵除掉。統計測定表明, 粉塵粒徑由小到大的轎車表面位置為轎車鼻部、轎車頂部前端、轎車頂棚中部、風窗和發動機罩某點氣流脫體流動處、轎車尾部。轎車「鼻部」黏附粉塵的平均直徑與風窗和發動機罩某點氣流脫體流動處、轎車頂棚處、車尾處差異顯著, 而與轎車頂棚前端處黏附粉塵的平均直徑無顯著性差異, 即氣流在轎車「鼻部」形成的壓力對粉塵黏附粒徑等參數的影響最明顯, 而轎車「鼻部」與轎車頂棚前端處流體壓力差異不大, 風窗和發動機罩某點氣流脫體流動處、轎車頂棚處、車尾處流體壓力差異不大。

參考文獻：轎車表面黏附粉塵的微觀分析及其表面保潔劑試驗研究

謝邀。

首先要說明的是雨刮器其本質是用來在雨天刮水以確保行車安全的。

但實際上大部分的終端客戶都會用它來刮玻璃上的灰塵與沙粒。

所以雨刮設計工程師一般是不會考慮空氣中的塵土是怎樣落在汽車上的。

但是日產目前在研發一種特殊的超疏水疏油漆料，由於該油漆排斥水和油，因此車子會始終保持在「自我清潔」的狀態，無需定期清潔。有興趣的可以在網上搜索相關的視頻看一下。

因為無滑移邊界條件，緊貼邊界的流體速度為零。

謝邀。

車子飛快的前進著，在車身經過的地方就要有空氣來補充，因此空氣就由兩邊和後面向這個地方湧來，而形成一股渦流，空氣的渦流帶著馬路上的灰塵，緊跟在車子後面，捲起一個大灰柱，這就是我們常看到的汽車後面飛揚的塵土。而這些塵土中包含一些水分和其他粘性物質，由於靜電的作用，可以吸附在車身表面，但如果車身表面的摩擦係數降低的話,剛落上的灰塵在你車速較高時也會被風吹走。

比如引擎蓋這種地方的塵土，體積很小，會一直呆在邊界層的最下面，那裡的氣流速度不高。

另外，其實「高速」行駛的汽車速度也不怎麼高。

謝邀

我先拋磚引玉一個，因為這個問題設計到了幾個領域的人。如果您是以下領域的牛人，麻煩用你自己領域的相關知識來幫答主解決一下問題吧。

1、雨刷器設計工程師

2、空氣動力學工程師

3、汽車造型設計師

4、材料力學相關工程師

5、研究分子的工程師？

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先糾正一個用詞，汽車表面附著的「塵土」，「塵土」這個詞不夠準確。因為車身污垢的主要來源是浮游於空氣中和堆積在地上的塵埃，輪胎內腔捲起的泥土和水，這些泥土與排放氣體匯聚附著在車身上。

然後，題主的問題是為什麼帶不走汽車表面的塵土。而我上面的那段已經指出，汽車上污垢的組成。對不起，為什麼吹不掉我真回答不出來，但以我的經驗看，應該是泥土水混合物的黏性較大，粘在了車上。而混合物與車體之間的摩擦係數過大，因此不被吹掉。（物理學的不好，如果說的不對，歡迎大牛們補充、指導、改正）

但是，說到我專業上的問題。汽車車身上的泥土附著確實是空氣動力學的研究領域之一，與汽車車身設計相關。想必一會Car Designer也會來解答一下吧。但是，這個研究領域在我國空氣動力學的研究上並不是很多，至少我了解的幾個設計公司或主機廠（國內的）都沒有對此有深究（就連剛才我找入行快十年的同事要點相關資料，他都很好奇的問我為什麼要研究這個）。相比國外的車企對此的研究還是不少，下文會有介紹。（有錢就是好，砸的錢越多研究的領域越廣啊，這也是為什麼我們的車企總是比人落後。搞科研、研究靠的就是砸錢啊，你捨不得研究，怎麼能超越別人呢？！跑題了，LOL）

好，進入正文：

由於近年來中國城市化進程不斷加快，建築工地、拆遷工地增多，道路上塵土飛揚頻繁，路面常有沉積的塵土；大型施工機械和車輛破壞路面，車輛運輸過程建築垃圾散落，加劇路面積塵變厚。車輛快速通過這種路面會引起車身表面附著塵土，造成車身污染，影響乘車的舒適性和增加洗車的煩惱；汽車開窗時，塵土易進入車內，造成車內空氣品質變差和內飾附著塵土，進而威脅乘員的身體健康；前風窗玻璃長時間在高濃度塵土作用下容易堆積塵土, 模糊駕駛員的視野進而影響駕駛安全性。塵土污染問題已經成為汽車空氣動力學重要研究內容之一。

國內大部分汽車企業對於汽車空氣動力學的研究不夠重視，研究水平還比較低。目前主要是針對汽車氣動力和減阻技術來展開研究，但是運用傳統方法降低氣動阻力的空間越來越小，汽車空氣動力學專家和學者都正在積極需求新型的減阻方法。同時我國汽車企業對於塵土污染問題尚未進行相關考慮，沒有引起足夠的重視，也缺乏行之有效的研究方法。因此，通過加強對汽車空氣動力學的研究，探討汽車減阻新方法和塵土污染問題，對於提升我國汽車產業自主研發和自主創新能力有較大的指導意義。

下面是我在搜索資料中得到的一些國外車企在對塵土污染問題的分析與研究。摘自於某研究生論文。

2001 年，沃爾沃汽車公司的研究人員開始了轎車底部空氣動力學的研究。他們通過建立複雜車底幾何模型進行計算模擬，與試驗研究對比，確定數值模擬車身底部流場的可信程度。通過對沃爾沃 S80 的計算分析，得出了數值計算與風洞試驗的氣動阻力係數最大差值為 0.009，驗證了數值計算方法對車身底部流場模擬的有效性。
2003年德國斯圖加特大學Stefan Roettger等研究人員和寶馬公司專家，運用CFD軟體對寶馬X5進行了基於顆粒追蹤的塵土污染模擬，首先，探討了塵土顆粒的物理性質、基於笛卡爾坐標系的顆粒跟蹤技術和近壁面效應；然後通過顆粒可視化模擬技術將顆粒運動過程顯現出來，最後將模擬結果與寶馬公司相關風洞試驗進行了對比，相應塵土沉積部位及污染區域大小基本符合。同年，陸虎公司的Jeff Howell以鈍體模型為研究對象，分析尾部噴射氣流的減阻效應，研究參數
包括噴射的面積、噴射速率等。
2004 年，通用公司的 Rajneesh Singh 和 PPI 公司的 Kevin Golsch 研究了一種 CFD 優化方法，他們採用了一種參數化的網格變形技術，通過直接修改計算網格來達到優化改型的目的，而不是傳統的先修改模型再生成計算網格。
Volvo 公司的 Simone Sebben對前輪擾流器翼片的氣動特性進行了數值模擬，他對比了原車和 5 組修改方案，結果說明前輪擾流器翼片可以減少 4%的阻力，但是擾流器本身會產生較大的附件阻力，因此它的外形和安裝位置需要進行優化。同年，Borg and Vevang 使用了紫外示蹤劑研究液滴分布尺寸，在風洞中設置湍流噴射器和液滴柵格來模擬汽車塵土污染並對側窗污染進行了評價。
Bouchet 等人在 Jules Verne 氣候風洞試驗室中使用專門設計的液滴收集器研究車輛尾渦的空間梯度大小。他們測量出由汽車後輪產生的液滴粒徑分布比自然狀態的粒徑分布具有更多極值。當車速達到 80km/s 時測量出其周圍區域液滴顆粒直徑為 0.2mm。
2005 年，法國 PSA 標誌公司的 Alexis Scotto d"Apollonia 等人對轎車的CFD 模擬進行了 DOE 試驗，他們對 L32Taguchi、Central Composite、Optimal Latin Hypercube sampling 三種採樣設計進行了研究，並採用 CATIA V5 生成 CAD 數據，GAMBIT、TGRID 和 FLUENT 進行後續求解，最後以 iSIGHT 為平台進行了 DOE 試驗分析。
2008 年，Bullen等人研究澳洲西部 23 種蝙蝠皮毛質地與頭部的空氣動力學特性，結果表明具有肋條行皮毛質地的蝙蝠在高速運動時其摩擦阻力減少可達 10%；Peet 將肋條狀非光滑單元體設置成正弦形結構並研究其減阻效果，研究結果表明其減阻效果比一般肋條狀非光滑單元體更好；Bourisli將摩擦係數作為分析目標，分別對方形、三角形與半圓形等不同形狀的凹槽進行有限體積法數值模擬，分析結果顯示三種凹槽形狀都能減阻且方槽減阻效果最佳。

我本來準備在繼續敲字的，可是我再重新閱讀了一下問題後，還是決定停止敲字了。畢竟題主的問題和我要講述的東西不太相關，我擴展的有點太多。

以上，塵土污染過多會增大汽車風阻。因此降低塵土對汽車的污染至關重要。要是有興趣的話，單獨開個問題來講解一下空氣動力學與塵土污染的研究吧。

空氣為牛頓流體，最邊界的流體速度為零

No-slip boundary condition. Done.