基于Morph技术和DOE的微车造型气动特性灵敏度研究

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车辆的空气动力学性能对于汽车的动力性、操作稳定性、舒适性以及燃油经济性等性能有着至关重要的影响。特别是进入21世纪以来,随着能源危机的进一步加剧,能源价格不断上涨,所有的汽车都面临着降低阻力的要求。目前,国内对汽车减阻节能研究的重点主要放在轿车上,而对于风阻系数较大的微型客车的研究却相对较少。随着微车市场的进一步扩大,我国绝大部分汽车厂商都已大批量微型客车。但是,由于微型客车特殊的结构特点,即不具有一般轿车光顺的形体,同时迎风面积较大,造成整车的气动性能较差,气动阻力较大。在高速行驶时,气动阻力急剧增大,耗油量剧增。因此,开展微型客车气动造型对气动阻力系数影响的研究有着重大的工程意义。针对目前国内整车厂关于汽车外流场的研究现状:从CAD数模几何清理到最终获得分析结果需要较长时间,而对于每一次造型改动均需要再从重画面网格开始,整体工作效率不高。本文将现有的网格变形工具Sculptor与CFD网格处理搭建接口,建立了一套有效地流程,在汽车造型设计中将造型结构参数化,结合高级Morph网格自动变形技术,从而缩短前处理环节的时间。相比于前人的研究工作,本文采用的计算模型来源于工程中,选用的计算方法通过了试验对标,结果更为可靠,主要创新点有:(1)将Sculptor网格变形技术运用到汽车外流场分析流程中,省略了因造型改变而需要人工参与的网格重画时间,同时能保证网格质量,从而提高了整车开发流程的工作效率,缩短开发周期。(2)通过Isight平台将造型结构变化、网格重置、CFD分析进行闭环,将原来单独的工作流程实现了自动化。在整车开发的空气动力学评估中,能在较短的时间内获得不同造型对于风阻系数的影响程度,具有非常重大的工程意义。
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