基于CiteSpace的汽车空气动力特性研究_马帅威.pdf

2023年 第2期马帅威（重庆交通大学机电与车辆工程学院，重庆 400074）【摘要】汽车空气动力特性对汽车的动力性、经济性、操作稳定性和舒适性有着重要影响，为总结汽车空气动力特性的研究现状和发展趋势，通过使用CiteSpace可视化文献计量工具对汽车空气动力特性进行图谱分析。以20002022年中国知网(CNKI)数据库中收录的有关汽车空气动力特性的中文文献作为数据样本，对年份发文量、期刊来源类别、研究机构、学者以及关键词进行可视化分析，并生成相关的网络图谱。结果表明：以“汽车空气动力特性”为主题的研究持续受到学术界的关注，该领域的研究对相关重点实验室具有一定的依赖性，未来研究仍着眼于气动阻力、侧风稳定性和气动噪声方向，提出3种有重要研究意义的降低气动阻力方法，表明侧风稳定性的研究具有重要意义，主动控制方法及空气射流方法已经成为降低气动噪声值得探索的新途径。主题词：空气动力特性汽车研究脉络CiteSpace中图分类号：U461.99文献标识码：ADOI:10.19822/ki.1671-6329.20220176Research on Automotive Aerodynamic Characteristics Based onCiteSpaceMa Shuaiwei（School of Mechatronics and Vehicle Engineering,Chongqing Jiaotong University,Chongqing 400074）【Abstract】The aerodynamic characteristics of automobiles have important influences on the power,economy,operation stability and comforts of automobiles.In order to summarize the research status and development trends ofautomobile aerodynamic characteristics,the CiteSpace,a visualization bibliometrics tool,is applied to analyze the spectrumsof automobile aerodynamic characteristics.The Chinese literatures on the aerodynamic characteristics of automobilesincluded in the China Knowledge Network(CNKI)database from 2000 to 2022 were utilized as data sample to visualize andanalyze the chronological publication volumes,journal source categories,research institutions,scholars and key words togenerate relevant network graphs.The results show that research on the topic of“Automotive Aerodynamics”has beencontinue to receive academic attention,research in this area has been depending on the relevant key laboratories,futureresearch will be still focusing on aerodynamic drags,crosswind stabilities and aerodynamic noises.3 important methods toreduce aerodynamic drag are proposed.It is shown that the importance of studying crosswind stability and active controlmethod and air jet method are new ways,which are worth of exploring for reducing aerodynamic noises.Key words:Aerodynamic characteristic,Automobile,Research lineage,CiteSpace基于CiteSpace的汽车空气动力特性研究【欢迎引用】马帅威.基于CiteSpace的汽车空气动力特性研究J.汽车文摘,2023(2):20-28.【Cite this paper】MA S W.Research on Automotive Aerodynamic Characteristics Based on CiteSpaceJ.Automotive Digest(Chinese),2023(2):20-28.1前言汽车空气动力特性是汽车的重要性能，它是指汽车在流场所受到的以阻力为主的包括升力、侧向力的气动力和其相应的力矩作用而产生的车身外部、内部的气流特性、侧风稳定性以及气动噪声特性1。随着高等级公路的发展和汽车行驶速度的提高，对汽车操作稳定性、安全性和舒适性提出了越来越高的要求。研发具有良好空气动力特性的汽车，可提高汽车的操作稳定性、动力性和经济性。降低汽车的气动噪声，可保障乘坐舒适性。本文将基于汽车空气动力特性领域的文献数据，通过文献计量分析的方式对该领域现有的研究及其未来研究趋势进行分析总结。汽车文摘20汽 车 文 摘2研究方法与数据来源2.1研究方法由美国德雷克赛尔大学的陈超美教授开发研制的基于 Java 环境运行的科学文献计量自动化软件CiteSpace，是一个面向科研评价领域的常用可视化分析工具，是专门针对科研文献数据设计的可视化分析软件。此软件可以挖掘已有文献的内在联系和规律。通过对文献检索数据进行共现、被引频次、时区分布等一系列的分析，得出科学的、客观的评价2-4。本文是在 Java 8 的环境下使用CiteSpace（5.8.R3）软件中的CNKI分析模块对相关文献进行知识图谱分析。2.2数据来源以中国知网（CNKI）中收录的期刊库检索结果来进行分析。检索条件为：高级检索；主题包括：汽车空气动力特性、空气动力学、流场、气动、风振、气阻；检索时间设置为“2000年到不限”；来源类别选择如表1所示。检索时间为2022年7月1日。进行手工剔除无效期刊和经过CiteSpace软件的除重，最终得到668条检索结果。本文首先从发文量、期刊来源类别、研究机构和研究学者方面对研究现状进行统计分析，其次通过关键词频次及聚类分析网络对文献进行图谱分析，最后通过关键词突现展现汽车空气动力特性领域研究热点。3文献统计分析3.1发文量统计根据期刊发文量统计结果，可以得到每年的文献发表数量如图1所示。由图1可知，汽车空气动力特性研究的发文量从整体来看呈现增长趋势。在2010年发文量陡增是由于“21 届道路和轨道车辆动力学国际研讨会”的举行。从20132017年有关研究的发文量持续增加是由于2015年由中国汽车工程学会主办的“首届汽车空气动力学研讨会”成功举办。由于本文仅统计了核心及以上期刊，相关研究的发文量并没有显得那么多。但总体来看从20002022年间相关主题发文量呈现上升趋势。说明以“汽车空气动力特性”为主题的研究持续受到学术界的关注。3.2期刊来源类别分布统计利用 CiteSpace 软件对期刊来源分布进行整理分析，分别对检索的 4 类期刊来源所含期刊数量进行统计分析（按照最高等级来源类别），如表 2所示。统计共有110种期刊，其中EI期刊有39种，核心期刊有50种。期刊来源等级一定程度上反映了该领域文献的学术权威性，可通过文献的来源评价该文献的学术价值。将空气动力学的发文量30篇及以上的期刊进行统计，如表3所示。从表3可以看出空气动力学的发文量最多的期刊表1期刊来源类别期刊来源类别科学引文索引工程索引中文社会科学引文索引中国科学引文数据库英文名称和缩写Science Citation Index，SCIEngineering Index,EIChinese Social Sciences CitationIndex,CSSCIChinese Science Citation Database,CSCD期刊来源类别SCIEICSCD核心合计期刊数/种1392050110占比/%0.9135.4518.1845.45100.00图1汽车空气动力特性研究发文量趋势表2期刊来源类别分布表3期刊空气动力学发文30篇及以上统计期刊名称汽车工程吉林大学学报(工学版)同济大学学报(自然科学版)汽车技术机械设计与制造类别EIEIEI核心核心空气动力学发文量/篇12139333230出版文献量/篇6 0377 9729 4438 50822 065复合影响因子(2021)1.8451.4101.4421.5580.796Automotive Digest212023年 第2期对空气动力学发文量在15篇及以上的机构进行分析。如表4所示，可以了解到研究发文量较多的机构多为实验室及一些高校。其中国家重点实验室的发文量遥遥领先。尤其是以“湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室”为名义的发文量独占鳌头。其余机构大多数为高校，其中以吉林大学高居首位，可以看出汽车空气动力特性领域正处于持续发展阶段。中介中心性（即某一节点担任其它节点的中介作用程度）大于0.1的有：湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室、吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室、吉林大学、同济大学、武汉理工大学，这表明这些机构与其它机构的合作较多，在机构之间的合作当中起到一定的桥梁作用。3.4学者合作网络分析学者合作网络可以反映汽车空气动力特性领域的核心学者及其他学者之间的学术合作情况，对20002022年学者合作关系及发文量进行共现分析，绘制出该领域主要科研学者的合作网络。如图3所示，空气动力学发文量的多少与节点大小有关，节点的连线表示两位学者之间有合作关系，线的宽度表示合作的强度，线的颜色表示学者首次的合作时间。从图中可看出：分别形成了以谷正气、杨志刚、胡兴军为首的3个合作较强的群体。从空气动力学发文量来看(表5)，以谷正气为首的科研团队发文量最高，其发布文献多数署名机构为多为EI级别，其中发文量最多的期刊是 汽车工程，发文量为121篇，占数据样本的18.11%，说明该期刊在汽车空气动力特性研究领域中具有较高的学术权威性。另外表中EI级别期刊的复合影响因子较高，对该领域的研究具有重要的参考意义。3.3机构合作网络分析对CNKI在20022022年间有关机构的空气动力学发文量与合作关系进行图谱分析，可以了解到汽车空气动力特性领域中各机构的研究现状与合作关系。在研究机构关系网络图谱（图2）中，共有节点319个，连线296条，密度为0.005 8。可以看出各机构间的合作线条还是比较稀疏的，说明大部分机构间的合作关系不是很密切。由图2可知，各研究机构间的合作关系相对较弱，仅形成3个相对来说合作较强的集群，分别为以湖南大学及其相关国家重点实验室等机构为主的集群、以吉林大学及其相关国家重点实验室等机构为主的集群和以同济大学及其相关重点实验室等机构为主的集群。说明该领域的研究对相关的实验室具有一定的依赖性。图2研究机构关系网络机构名称湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室同济大学上海地面交通工具风洞中心吉林大学湖南工业大学同济大学江苏大学厦门理工学院武汉理工大学吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室长安大学发文量/篇10551464128262522191816中介