風雨耦合環境下駕駛隊列的氣動特性研究

摘 要：為了探究風雨環境下駕駛隊列的氣動載荷特性和流場特性，該文基于Euler-Lagrange法，考慮雨滴和氣流的相互作用，建立風雨耦合環境下的駕駛隊列模型，并對比試驗數據驗證模型的準確性，進而研究降雨量、側向風風速、車輛間距對隊列中車輛的氣動載荷特性和流場特性的影響。研究表明：隨著降雨量和側向風風速的增大，駕駛隊列中車輛受到的力和力矩不斷增大，當降雨量為50～250 mm/h時，隊列中第1輛車阻力從27.21 N增大到28.49 N；當側向風為4.4～15.5 m/s時，第1輛車的側向力從101 N增大到554.3 N。隨著隊列間距的增大，隊列中車輛受到的氣動阻力先增大后減小，側向力和側傾力矩不斷增大，橫擺力矩不斷減小；當隊列間距為0.25～0.75倍時，尾車（第5輛車）的側向力從137.6 N增大到174.74 N，橫擺力矩從39.29 Nm降低到12.47 Nm。

關鍵詞： 氣動載荷特性；風雨耦合；駕駛隊列；側向風風速；降雨量

中圖分類號： U 461.1 文獻標識碼： A DOI： 10.3969/j.issn.1674-8484.2024.04.005

Research on aerodynamic characteristics of driving platooning"in wind and rain coupled environment

XU Jianmin1，2， YANG Wei1， GONG Xiaoyan1， WU Song1， LI Luonan1

（1. School of Mechanical and Automotive Engineering， Xiamen University of Technology， Xiamen 361024 China;2. Fujian Provincial Key Laboratory of Advanced Bus Design and Manufacturing， Xiamen 361024 China）

Abstract： In order to explore the aerodynamic load characteristics and fow feld characteristics of the driving queue under wind and rain environment， this paper established a driving queue model under wind and rain coupling environment based on Euler-Lagrange method， considering the interaction between raindrops and air fow， and verifed the accuracy of the model by comparing the test data. Then the effects of rainfall， lateral wind speed and vehicle spacing on the aerodynamic load characteristics and fow feld characteristics of vehicles in the queue were studied. The results show that the force and torque on vehicles in the driving queue increase continuously with the increase of rainfall and lateral wind speed. When the rainfall is 50～250 mm/h， the resistance of the frst vehicle in the queue increases from 27.21 to 28.49 N. When the lateral wind is 4.4～15.5 m/s， the lateral force of the frst vehicle increases from 101 to 554.3 N. With the increase of queue spacing， the aerodynamic resistance of vehicles increases at frst and then decreases， the lateral force and roll moment increase"continuously， and the yaw moment decreases continuously. When the queue spacing is 0.25 to 0.75 times， the lateral force of the tail car （the ffth car） increases from 137.6 to 174.74 N， and the yaw moment decreases from 39.29 to 12.47 Nm.

Key words： a erodynamic load characteristic; wind and rain coupling; driving platooning; lateral wind speed;"rainfall

在運輸業中重型廂式貨車的能源消耗占比較高，減小重型廂式貨車的能源消耗一直以來是本行業的目標之一。但是目前單輛車減阻設計已趨于成熟，因此需要考慮隊列行駛車輛之間聯動減阻，而自動駕駛技術的出現為車輛的隊列行駛提供了基礎。中國地域遼闊、氣候多變，車輛在行駛中不可避免地會遇到惡劣天氣，在風雨天氣時隊列中車輛的受力會發生較大變化，嚴重情況甚至會造成交通事故。因此，探究風雨環境下駕駛隊列中車輛的氣動特性及車輛周圍流場變化對深入了解駕駛隊列的氣動性能和行車安全至關重要。

側風、降雨是車輛行駛中經常遇到的外界環境，風雨環境會使車輛的受力情況發生改變。CHEN Zheng [1]的研究結果表明在側風環境下， 隨著車頭長度增加，整車氣動阻力系數不斷降低。許建民[2]研究了不同減阻結構在側風環境下的氣動阻力和側向力，表明在橫擺角為12°時，復合減阻裝置效果最佳。M. Lorite-Díez [3]對側風環境下廂式車尾部添加不同氣動附件及氣動阻力的研究，表明彎曲空腔在側風下對汽車減阻效果更佳。張英朝[4]在側風環境下，對平頭貨車的結構進行了參數優化得到了最優結構。于偉靖[5]的研究表明車輛通過建筑物間隙不同長寬比側風帶時， 隨著長寬比的增加，氣動力峰值也增加。A. I. Ishak [6]研究了不同側風環境下列車在不同路堤運行時的氣動載荷和流場結構，表明路堤的引入將惡化列車周圍的空氣動力學特性。張英朝[7]探究了側風環境下方程式賽車的氣動力系數變化情況，表明隨著擺角的增大，賽車的阻力因數和側向力系數不斷增大。WANG Ming [8]對側風環境下橋梁上運行列車的氣動特性研究，表明低風速側風下的側向系數和升力系數比高風速下的值更大。針對側向風類型，J. Howell [9]對比了在有切變和無切變2種側風作用下車輛的氣動特性，表明2種情況受力基本一致。進一步地，隗海林等[10]、LIANG Hao [11]探究了不同側風環境下以編組行駛的車輛氣動特性變化規律，表明6編組列車側向力較小。上述學者對側風環境下多種情況和結構進行了細致研究，但沒有考慮到降雨對車輛氣動特性的影響。

針對風雨結合的情況，于夢閣[12 -13]、SH AO"Xueming [14]、LI Haiqing [15]、ZENG Guangzhi [16]和彭益華[17]研究了風雨環境下高速列車空氣動力學性能的變化，表明隨著降雨量增加，列車氣動阻力、升力和側向力等不斷升高。YU Mengge [18-19]研究了側風和降雨環境對高速列車氣動特性的影響，表明列車的氣動載荷系數主要與列車的偏航角、降雨強度和風速有關；暴雨環境非球形雨滴下高速列車氣動系數隨降雨強度近似線性增加。上述研究對象為風雨環境下的高速列車，對廂式貨車在風雨環境下隊列行駛的研究具有一定的啟發意義。

目前對于車輛隊列或單獨車輛減阻的研究多聚焦于不同側風環境，但是車輛在行駛過程中會經常遭遇風雨交加的天氣情況，降雨會很大程度地影響車輛的受力情況從而影響駕駛安全，而對于廂式貨車在風雨環境下隊列行駛的研究仍處于起步階段。隨著自動駕駛技術的快速發展，隊列行駛尤其是長途運輸中貨運車輛的隊列行駛是將來的發展趨勢，研究駕駛隊列在各種環境下的氣動特性對隊列行駛的發展至關重要。鑒于此，本文基于流體力學仿真分析法，采用基于Euler-Lagrange的離散相模型（discrete phase model，DPM）建立駕駛隊列的空氣動力學計算模型，并利用實驗數據對比驗證其準確性；再以駕駛隊列為研究對象，探究不同降雨量、側向風風速、駕駛隊列間距對于駕駛隊列氣動特性的影響。

1 計算方法

1.1 計算模型的選擇

多相流是2種或者2種以上不同的物質一起流動，比如氣液、氣固、液固等。求解多相流的方法一般有2種：Euler-Lagrange模型法和Euler-Euler模型法。本文選擇基于Euler-Lagrange法的DPM模型，同時考慮連續相風和離散型雨之間的相間耦合作用。DPM模型離散相雨滴顆粒的力平衡方程表達式為：

其中： u為連續相流體速度； up為雨滴速度； ρp為雨滴密度； gx是g在x方向上的重力加速度； FD（u ? up）為單位質量雨滴所受的阻力； dp為雨滴直徑； CD為阻力因數；b1、b2和b3為常數，與雷諾數Re相關。

1.2 降雨強度選取

降雨強度是指定時間段內的指定面積區域的降雨量，可以反映出降雨程度。參考高速列車在風雨環境下相關研究設置的降雨強度[4]，本文選擇50、100、150、200、250 mm/h 共5個降雨強度。降雨程度不同，雨滴的大小也會存在差異，根據C. A. Best [20]的研究，可以根據不同降雨強度計算雨滴粒徑，當降雨強度一定時，雨滴粒徑的計算式為

其中： D是雨滴的直徑； k是雨型常數，k = 2.25； I是降雨強度； E是經驗系數，取E = 1.3。

1.3 雨滴譜分析

C.A.Best [20]

根據實驗數據計算總結得到降雨雨滴尺寸分布和降雨強度的關系，從而得到了雨滴譜的計算式為

其中：F（D）是雨滴直徑≤D的雨滴數量在總雨滴中所占據的百分數；V是單位體積空氣中雨滴的總體積；m、n、K分別是經驗系數：m = 0.232，n = 0.846，K = 67。在仿真

設置中需要輸入質量流量，因此需要將單位體積中雨滴體積的含量換算為質量流量，計算式為[21]

Q =. （7）其中： Q為總的質量流量； v為雨滴的終點速度； S為降雨平面的面積。

1.4 雨滴終點速度計算

在降雨環境中，在重力的影響下雨滴會加速下落，下落的同時雨滴會受到空氣阻力，最終雨滴會以固定的速度下降，固定下降的速度就是雨滴的終點速度。當雨滴粒徑的大小發生變化時雨滴的終點速度會發生改變，雨滴的終點速度和雨滴粒徑的關系式[21]為

2 仿真計算模型

2.1 幾何模型構建

廂式貨車在運輸業比較常見，尤其長貨廂貨車數量占比較高，本文為了研究隊列行駛時重型廂式貨車的氣動特性，選取美國桑迪亞國家實驗室（Sandia National Laboratories）的類廂式貨車地面運輸系統（ground transportation system，GTS）模型作為駕駛隊列的基礎模型[22]，GTS模型中該模型車輛長度l = 2 476 mm，車輛寬度w = 324 mm，車輛高度h = 514 mm。建立的GTS模型如圖1所示。

2.2 計算域和邊界條件設置

外流場仿真要保證外部有足夠的空間，避免阻塞效應。駕駛隊列模型由5輛車組成，計算域的外流場長度L設置28倍車長，高H為5倍車高，寬W為50倍車寬，滿足阻塞比的要求。計算域入口為速度入口用來模擬車輛行駛速度，取車輛行駛速度為25 m/s；計算域出口為壓力出口，表氣壓為0；地面為滑移壁面；其余壁面為非滑移壁面，建立帶有降雨平面的駕駛隊列計算域，如圖2所示。

2.3 網格劃分

采用ICEM軟件選取非結構四面體進行網格劃分。車體倒角等較小位置選擇4 mm，貨廂部分選取16 mm尺寸的網格，計算域外部選擇256尺寸網格。為使車輛周圍網格更加精密，在車輛周圍設置邊界層網格初始厚度為1 mm，增長率為1.2，共3層邊界層。在車輛較近區域選擇密度盒子做局部加密。車輪接地處為保證網格的質量做拉伸凸臺處理。圖3是隊列車輛的非結構網格示意圖。

2.4 計算模型驗證

為使仿真更加精確，對網格進行無關性驗證。分別探究不同數量網格下，GTS車輛的氣動阻力因數，如表1所示，可以看出當網格達到271萬時GTS車輛的氣動阻力因數變化不大，符合工程要求，因此本文在271萬網格的基礎上進行后續研究。本文得到的仿真數據與實驗數據0.508 [22]，試驗差距為9.3%，符合要求。對單車進行仿真得到氣動阻力為27.53 N，氣動升力為6.40 N。

3 風雨耦合環境下駕駛隊列氣動特性分析

3.1 風雨耦合環境仿真方案設置

為探究在風雨耦合環境下側向風風速、降雨量以及隊列間距對駕駛隊列車輛受力的影響。考慮降落的雨滴對主項來流風的影響，采用風雨相間耦合的方法進行風雨耦合環境模擬。在風雨耦合環境下探究降雨量（50、100、150、200、250 mm/h）、側向風風速（4.4、6.7、9.35、12.3、15.5 m/s）和隊列間距（0.25倍、0.5倍、0.75倍）對車輛氣動特性的影響。在采用控制變量法對參數影響進行研究時，均選擇中等的側向風風速、降雨強度和隊列間距，然后分別對其余變量的影響進行探究。

3.2 風雨環境下駕駛隊列氣動特性分析

圖4是隊列中車輛周圍雨滴流經的運動軌跡。圖4a是流經隊列中車輛雨滴軌跡的俯視圖，從圖中可以看出，在風雨耦合環境下，雨滴在側向風和主項來流風的作用下，在水平面內傾斜流過車身。圖4b圖是縱向平面內雨滴流經隊列車輛的軌跡圖，從圖可以看出，雨滴受到來流氣流的影響，在縱向平面內傾斜地流經車身。

圖5為隊列車輛中第1輛車在干燥環境和降雨環境下壓力云圖，對比兩環境中的云圖可見，第1輛車在降雨環境下，車輛左側出現一部分較大壓力區域，同時背風側負壓區域增加，并且負壓值更大，負壓區域增大會增加對車輛的吸力。因此，降雨會對車輛的行駛穩定性造成一定的影響。

3.2.1 降雨量對駕駛隊列的影響

考慮風雨之間的相互影響作用，采用相間耦合的方法，運用控制變量法，探究風雨耦合環境下隊列中各車輛的氣動特性。圖6是風雨耦合環境下不同降雨量時隊列中第1輛車迎風面的壓力云圖以及無降雨時單車迎風面壓力云圖。從圖中可以看出，與無降雨相比，在降雨環境下車輛迎風面的高壓區的壓力全部變大，并且隨著降雨強度的增大，車輛迎風面高壓區域的面積隨之變大，車輛受到的氣動阻力增大。同時結合圖5可知，在降雨情況下尾部壓力區域變化不大，進一步說明隨著降雨量的增加車輛前后壓差不斷增大。

圖7是風雨耦合環境下在0.5倍車輛間距和9.35 m/s側向風風速情況下降雨量對隊列中車輛氣動力的影響。

從圖7a中可見，在風雨耦合環境下，降雨量增大時，隊列中車輛受到的氣動阻力（Fre）變大。降雨量固定不變，隊列中車輛從前到后受到的氣動阻力呈現增大的趨勢。當降雨量為50～250 mm/h時，隊列中第1輛車阻力從27.21 N增大到28.49 N；末尾車（第5輛車）阻力從32.46 N增大到33.7 N，分別增加了1.28N和1.24N。

圖7b是隊列中車輛受到的氣動升力（Flift），從圖中可以看出，降雨量固定不變時隊列中從前到后車輛受到的升力依次降低；當降雨量變大時，隊列中車輛受到的氣動升力升高，當降雨量為50～250 mm/h時，隊列中第1輛車氣動升力從157.66 N增大到158.19 N，第5輛氣動升力從121.64 N增大到123 N，分別增加了0.53 N和1.36 N。

圖7c是隊列中車輛受到的側向力（Fside），從圖可以看出，當降雨量變大時，隊列中車輛受到的側向力變大。當降雨量為50～250 mm/h時，第1輛車的側向力從250.51 N增大到255.86 N，增加了5.35 N；當降雨量不變時，在隊列中由前到后車輛受到的側向力依次減小。

圖8是在風雨耦合環境下隊列中車輛在不同降雨量下受到的氣動力矩。

從圖8a中可以看出，當降雨量變大時，隊列中各車輛的縱傾力矩（Mdir）依次增大，其中第1輛車只增加了0.3 Nm。隊列中由前到后車輛受到的縱傾力矩依次減小，這是因為流經第1輛車頂部氣流最多，而流經底部的氣流阻塞最嚴重，從而使得車輛受到的縱傾力矩較大。

圖8b是隊列中車輛在風雨耦合環境下受到的橫擺力矩（Mtran）。可以看出，隊列從前到后車輛受到的橫擺力矩呈現出先升高后降低再升高的趨勢；當降雨量變大時，隊列中車輛受到的橫擺力矩依次升高，其中第1輛車所受橫擺力矩增加3.93 Nm，這是降雨使車輛側面受力變大導致的。

圖8c是隊列中車輛在風雨耦合環境下受到的側傾力矩（Mside）。可以看出，隊列中的車輛從前向后受到的側傾力矩依次降低；當降雨量變大時，隊列中車輛受到的側傾力矩隨之增大，其中第1輛車所受側傾力矩增加0.75 Nm，這是因為降雨強度增大時，雨滴的粒徑和速度隨之變大，撞擊在車輛表面產生較大的力。

3.2.2 側向風風速對駕駛隊列的影響

圖9是風雨耦合環境下不同側向風風速時隊列中第1輛車中間位置橫截面速度云圖，可以看出，隨著側向風風速的增大，車輛頂部的氣流分離渦逐漸變大，車輛側面背風面的分離渦逐漸變大。側向風風速較高時可以看出車輛側面近地側的氣流渦幾乎被打散，車輛側面背風側形成的低速低壓區面積變大，車輛的橫向穩定性降低。

圖10是風雨耦合環境下隊列中車輛在0.5倍間距和150 mm/h的降雨量下，不同側向風時車輛所受的氣動力。

圖10a是隊列中車輛受到的氣動阻力，可以看出，當側向風風速變大時，隊列車輛受到的氣動阻力先增大后減小， 隨著風速增加，第1輛車阻力增加9.48 N。這是因為側向風風速較高時，流經車輛前后間隙的氣流增多，極大的改變了車輛的前后壓差，從而導致了車輛的氣動阻力發生改變。

圖10b是風雨耦合環境下隊列中車輛受到的升力，可以看出，隨著側向風風速的增加，隊列中車輛的氣動升力都增加。這是因為側向風風速較高，隊列中車輛底部氣流堵塞嚴重，而流經車輛頂部的氣流較多，使車輛上下的壓力差變大，使得車輛受到的升力變大，當側向風為4.4～15.5 m/s時，第1輛車的升力從55.86 N增大到236.7 N，增加了180.84 N，末尾車（第5輛車）的升力從28.94 N增大到243.51 N，增加了214.57 N。同時隊列中從前到后基本上呈現升力不斷降低的現象。

圖10c是隊列中車輛在風雨耦合環境下車輛受到的側向力，可以看出隨著側向風風速增大，隊列中車輛受到的側向力依次變大，當側向風為4.4～15.5 m/s時，第1輛車的側向力從101 N增大到554.3 N，增加了453.31 N， 第5輛車的側向力從35.24 N增大到425.7 N，增加了390.46 N。同時隊列中從前到后車輛受到的側向力依次減小，而且都是第1輛車受到的側向力最大，這是因為第1輛車迎風面接觸的氣流最多，受到氣流產生的側向力最大。

圖11是隊列中車輛在0.5倍間距和150 mm/h的降雨量下車輛受到的氣動力矩。

圖11a是隊列中車輛受到的縱傾力矩，可以看出當側向風風速變大時，隊列中車輛的縱傾力矩先升高后降低，這是由于側向風風速較高時，車輛上下側的流場結構發生較大的變化，其中第1輛車的縱傾力矩隨著風速變大增加了33.25 Nm。同時在較低的側向風風速時，隊列中從前到后車輛的縱傾力矩依次減小。

圖11b是隊列中車輛在風雨耦合環境下受到的橫擺力矩，可以看出，當側向風風速較高時，隊列中車輛的橫擺力矩變化程度較大，其中第1輛車的橫擺力矩隨著風速變大增加了130.03 Nm。這是因為當側向風風速較高時隊列中車輛的橫向受力較大，進而車輛的橫擺力矩變大。

圖11c是隊列中車輛在風雨耦合環境下受到的側傾力矩，可以看出，當側向風風速增大時，隊列中車輛受到的側傾力矩隨之變大，當側向風為4.4～15.5 m/s時，第1輛車的縱傾力矩從?0.67 Nm增大到 -59.93 Nm，增加了-49.26 Nm，第5輛車的縱傾力矩從 -3.3 Nm增大到 -46.22 Nm，增加了-42.92 Nm。隊列中車輛從前到后受到的側傾力矩呈減小的趨勢。

3.2.3 隊列間距對駕駛隊列的影響

圖12是風雨耦合環境下不同隊列間距縱向平面車輛壓力云圖，從圖可以看出，隨著隊列間距的增大，隊列中車輛側面迎風面高壓區的面積變大，進而可以解釋隨著隊列間距的增大，隊列中車輛受到的側向力變大。隊列中從前向后各車輛側面迎風面高壓區域面積減小，即隊列中車輛從前到后受到的側向力減小。

圖13是風雨耦合環境下隊列中車輛在9.35 m/s的側向風和150 mm/h的降雨環境下不同間距隊列中車輛受到的氣動力。

圖13a是3種隊列車輛在風雨耦合環境下受到的氣動阻力，可以看出，在風雨耦合環境下，0.25倍間距時，隊列中車輛受到的氣動阻力最小，0.75倍間距時隊列中車輛受到的阻力反而小于0.5倍，可見在風雨環境下隊列中車輛受到的氣動阻力不是隨著間距的增大而變大，這是由于有側向風和降雨的加入，隊列中車輛受到的氣動阻力更為復雜。

圖13b是隊列中車輛在風雨耦合環境下，不同間距隊列中車輛受到的氣動升力，可以看出在3種隊列中，0.25倍間距隊列中車輛受到的氣動升力最小，0.5倍間距和0.75倍間距受到的升力近似，說明隨著隊列間距的變化，隊列中車輛升力受到隊列間距的影響會降低。同時3種隊列車輛從前到后受到的氣動升力逐漸減小。

圖13c是風雨耦合環境下3種隊列中車輛受到的側向力，可以看出在3種隊列中都是第1輛車受到的側向力最大且超過250 N，隨著隊列間距的增大，除第1輛車外其余車輛受到的側向力變大。當隊列間距為0.25～0.75倍時，隊列中第5輛車的側向力從137.6 N增大到174.74 N。此外3種隊列中車輛由前到后受到的側向力降低，0.25倍間距時，隊列第1輛車到第5輛車側向力從256.16 N降低到137.61 N。

圖14是風雨耦合環境下在9.35 m/s的側風和150 mm/h的降雨環境下隊列中車輛受到的氣動力矩。

圖14a是隊列車輛受到的縱傾力矩，可以看出在風雨環境下，3種隊列間距中0.25倍間距時車輛受到的縱傾力矩大部分最小。3種間距隊列中車輛從前到后車輛受到的縱傾力矩依次降低。

圖14b是在風雨耦合環境下不同隊列車輛受到的橫擺力矩，可以看出隨著隊列間距的增大，隊列中車輛受到的橫擺力矩依次變小，而且隨著間距的變大，隊列的間距對車輛的橫擺力矩影響程度降低。當隊列間距為0.25倍～0.75倍時，隊列中第5輛車的橫擺力矩從39.29 Nm降低到12.47 Nm。

圖14c是風雨耦合環境下不同間距隊列中車輛受到的側傾力矩，可以看出隨著隊列間距的增大，隊列中車輛受到的側傾力矩變大，當隊列間距為0.25倍～0.75倍時，隊列中第5輛車受到的側傾力矩從-12.88 Nm增大到-17.11 Nm。在3種隊列中車輛從前到后受到的側傾力矩不斷降低。第5輛車的受力以及力矩具體變化量如表2所示。

4 結 論

在風雨耦合環境下分別探究了降雨量、側向風風速、隊列間距對隊列中不同車輛氣動特性的影響。分析了降雨量、側向風風速和隊列間距分別改變時，隊列中車輛氣動力和力矩的變化以及車輛周圍流場的變化，得到如下結論：

1） 隨著降雨量的增大，隊列中車輛受到的力和力矩呈增大趨勢，當降雨量從50 mm/h增大至250 mm/h時，隊列中第1輛車阻力從27.21 N增大到28.49 N，尾車（第5輛車）阻力從32.46 N增大到33.7 N；隊列中第1輛車氣動升力從157.66 N增大到158.19 N，第5輛車氣動升力從121.64 N增大到123 N。

2） 隨著側向風風速的增大，隊列中車輛受到的力和力矩呈增大趨勢，當側向風從4.4 m/s增大至15.5 m/s時，第1輛車的側向力從101 N增大到554.3 N，縱傾力矩從-10.67 Nm增大到 -59.93 Nm，第5輛車的側向力從35.24 N增大到425.7 N，縱傾力矩從 -3.3 Nm增大到 -46.22 Nm。側向風風速較高時，隊列中后面車輛受到的阻力反而較低，同時第1輛車受到的縱傾力矩較低并且第1輛車中間位置橫截面處氣流分離渦變大，車輛側面低速低壓區面積變大，降低了車輛的側向穩定性。

3） 隨著隊列間距的增大，隊列車輛受到的阻力先增大后減小，側向力和側傾力矩增大，橫擺力矩減小，當隊列間距從0.25倍增大至0.75倍時，隊列中第5輛車的側向力從137.6 N增大到174.74 N，側傾力矩從-12.88 Nm增大到 -17.11 Nm，橫擺力矩從39.29 Nm降低到12.47 Nm。隊列中第5輛車的車輛側面迎風面高壓區面積不斷變大，隊列中從前到后車輛側面高壓區面積變小。

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