某MPV车型的尾翼气动优化研究

为优化某MPV车型的气动性能,基于风洞试验结合试验设计优化方法对其尾部的尾翼零件包括尾翼本体和侧面饰板进行多参数的优化。通过在风洞试验中的优化获得了该车型尾部的气动最优造型方案,相比原始造型方案,整车阻力降低约2.9%。之后对优化前后的造型方案进行了CFD仿真,对比了优化前后的压力分布和流场的差异,分析了整车阻力降低的原因。最后通过对比整车各区和零件上的阻力变化进一步验证了阻力降低的原因,为MPV车型的尾部气动开发提供了优化方向。     

基于CFD和声学风洞的某SUV整车气动噪声性能提升

利用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)分析工具和声学风洞试验,对某款全新开发的SUV车型进行局部造型和车身密封隔音优化,车内气动噪声性能得到明显提升。外流场仿真计算和声源识别测试具有很好的一致性,识别出后视镜、前轮腔、A柱、雨刮等局部外形噪声声源部位,利用CFD仿真对流场进行优化,提出修改方案并通过实车测试验证效果,有效技术方案在新款车型上得到应用。根据泄漏噪声关键部位的识别,对车身密封和隔音进行了优化和提升,通过声学风洞试验验证了方案的实施效果,新款车型整车气动噪声车内声压级降低了约1.8dB(A),语言清晰度(Articulation Index,AI)提升了10%,提升效果明显。     

某SUV气动减阻优化及其流场机制

为了提高整车燃油经济性,本文以某款SUV车型为研究对象,将仿真与试验相结合改善汽车行驶过程中的气动阻力系数。首先通过风洞试验确定对整车气动阻力有重要影响的区域或部件,其次对气动阻力系数贡献值较大的部件或区域进行减阻优化。结果表明,前轮阻风板、尾灯和尾翼对整车气动阻力系数贡献值较大。对前轮阻风板的改型,有效降低正压区面积以及减弱车轮干扰阻力;对尾灯和尾翼的优化设计,改善了尾部负压区,缩短了分离流在后窗上部的再附着的距离。基于本征正交分解方法进行局部流场信息的提取和分析可知,1阶与2阶模态主要构成了该SUV尾流场的关键流态。经试验与仿真验证,相比于初始方案,气动优化组合设计减阻率可达7.5%。本文为新一代SUV改型与升级换代提供了理论基础与技术支持。     

某SUV后部扰流附件的气动性能研究

基于某SUV车型,通过数值计算和风洞试验研究了14种后扰流板和侧扰流板方案对整车气动性能的影响。结果表明,单独加装任意一种扰流板,其减阻效果均较小,而在后扰流板和侧扰流板的共同作用下,减阻效果最大可达3%,且所有方案在降低阻力的同时,都会使后升力增加。根据计算得到的流场信息和尾迹区结构特性分析了扰流板的减阻机理,并根据试验结果分析了不同方案对于升力的影响规律,为相似车型扰流附件的气动优化提供了参考依据。     

基于伴随算法的客车造型风阻优化研究

采用伴随优化算法对某中型客车进行造型风阻的优化设计,快速识别影响气动阻力的关键造型特征,并提出有效的优化方案,使整车造型风阻降低20.2％.     

某皮卡车型气动阻力CFD仿真优化

某改款皮卡的气动阻力不满足新阶段燃油经济性目标要求，为此建立全尺寸细节的整车外流场有限元模型，运用CFD (Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学)对其气动阻力进行分析及优化。优化后发现，前轮阻风板和机舱下护板具有较好的降阻效果，在车速100 km/h时可以降低气动阻力约31.7 N，并且通过实车道路滑行试验验证了实际降阻效果。基于验证模型，分析尾部扰流装置、货箱尾门高度和货箱侧翼板对气动阻力的影响，为下一代皮卡车型的气动阻力性能开发提供参考。     

汽车后视镜气动噪声优化研究

针对某车型外后视镜气动噪声问题,提出了一种基于车外流场计算的气动噪声快速优化方法,并进行了相应的试验验证。在非定常数值模拟中,采用分离涡模拟与计算气动声学相结合的方法,对后视镜侧窗表面气动噪声进行了分析。结果表明,优化后侧窗表面气动噪声源强度在各频段明显减弱,各监测点声压级降低。道路试验验证结果表明,优化后各频段车内噪声也明显改善,后视镜气动噪声问题消失。实车道路测试结果表明,基于外流场数值模拟的气动噪声优化方法可行、合理,外流场数值模拟可为造型初期车内气动噪声优化提供有效指导,降低车型开发成本与周期。     

全局变形法在实车气动减阻中的运用

针对目前在实际车型气动减阻中常用的局部改型优化法所存在的盲目性和低效率,提出一种针对整体气动布局的优化改型方法:首先抽取出原始车型的基本气动造型,对其进行全局变形,并结合流场仿真改善其气动特性,全局变形确定后将非气动造型细节还原到基本造型上以完成气动减阻的优化过程.最后以国产某轿车的减阻设计为例验证了该技术路线的可行性.     

基于Kriging模型的类车体气动外形自动优化

为探讨典型外形参数对汽车风阻系数的影响和解决气动外形设计中局部优化方法的盲目性,以MIRA阶背模型作为研究对象,建立参数化分析模型,针对车身7个外形参数进行试验设计及敏感性分析,建立样本点的Kriging近似模型并采用多岛遗传算法来求解车体最优气动外形。结果表明,后风窗倾角对气动阻力系数的影响最大,气动阻力优化是非线性问题且各个外形参数之间存在不同程度的交互效应;优化模型的气流分离得到较大改善,风阻系数降低了12.77%。     

某型SUV气动性能优化与验证

基于某SUV改款车的模型,采用网格变形技术,结合CFD软件,分析外造型面对气动阻力的影响。在此基础上,先后对气动阻力影响较大的外造型面和气动附件进行优化,结果使模型的气动阻力系数由0.407下降至0.347,经风洞试验实测为0.34,仿真误差仅为2.06%。     

基于RSM的类车体气动阻力全局造型优化

全局优化减阻已成为汽车车身造型设计的必然趋势。为探索轿车车身造型气动因子控制的减阻效果,获得车身减阻全局优化方法,文中以某实车简化后的类车体为优化原型,选取6个气动因子作为设计变量,应用响应曲面法（RSM）对类车体进行全局气动阻力造型优化。结果显示,全局优化较局部优化更能体现设计因子对气动阻力系数的效应;对因子间的相关性分析论证了传统局部气动造型方法收敛于局部最优解的局限性;RSM法应用于车身全局减阻优化具有高效性,优化后的类车体更加流线化,整套方法可为汽车车身前期的气动优化提供借鉴。     

微型客车气动阻力性能研究及优化设计

综合利用计算流体力学数值仿真分析与风洞试验验证相结合的方法对某量产微型客车进行整车全细节空气动力学仿真分析和研究。对比分析前保险杠、后视镜、车窗等零部件对气动阻力的影响。研究表明,采用优化前保险杠并增加导流板、修改后视镜造型、车窗一体化设计等方案,可使该车气动阻力系数减少约6%。     

某SUV气动噪声性能试验与数值仿真研究

为评估某SUV车型气动噪声,运用格子玻尔兹曼(LBM)与统计能量分析(SEA)法相结合的方法对该车型进行数值仿真,得到车外监测点及车内响应结果,并与试验结果进行比对分析,验证了该方法的可靠性。采用该方法对某SUV车型后视镜支座上表面倾斜角度进行优化,仿真结果表明,优化方案使车内语音清晰度(AI)提高了2.6百分点,1～5 kHz频域声压级减小了1～3 dB(A),试验结果表明,优化方案车内语言清晰度提高了3百分点,1～5 kHz频域声压级减小了1～3 dB(A),验证了该方法在车型开发前期的可行性。     

某SUV车型底部气动附件的开发与研究

以空气动力学仿真分析为前期开发工具,以气坝、发动机机舱底护板为研究对象,针对某SUV车型的空气动力学附件进行了整车气动性能分析与优化,通过实车风洞试验验证了气动附件良好的降阻效果。通过整车散热性能试验、阻力滑行试验及高速操纵稳定性试验可知,增加以上气动附件,能够在满足整车散热性能的同时降低油耗,提高车辆的高速操稳性能。     

基于风洞试验与CFD分析的汽车前后轴气动升力计算的研究

本文中基于HD-2风洞耦合CFD分析,研究分别求取汽车前、后两轴气动升力系数的方法。首先进行HD-2风洞缩比模型测力试验,测得总的气动阻力和气动升力。接着通过力学分析,根据六分力力系平衡方程,推导出前后两轴升力系数计算公式,提出基于HD-2风洞耦合CFD分析的汽车前后轴气动升力系数求解流程;在此基础上,进行了基于LBM粒子法的外流场CFD数值仿真,再将仿真得到的气动阻力、升力和侧倾力矩代入系数计算公式,求得前后轴仿真计算升力系数,并与基于试验测得升力的计算结果进行对比。本研究为汽车车身造型优化提供了参考。     

基于正交试验设计的阶背车尾部结构优化CSCD

阶背汽车尾部尾流场优化,采用计算流体动力学(CFD)方法计算尾流体场,设计了车尾结构的L_(25)(5~6)正交优化试验:利用控制变量法,分析车尾6个结构因素,每个因素包含5个参数水平,共进行了25次试验;运用极差分析法,分析不同结构的影响主次,得出最优化尾部结构。结果表明:车尾结构综合优化可降低气动阻力系数14.4%,有效抑制尾流分离及尾涡拖拽,改善尾流结构。该研究结果可为汽车尾造型优化设计提供重要依据。     

基于汽车尾流分离识别与控制的气动减阻优化研究

尾端气流分离和尾流结构对汽车气动阻力的产生有重要影响,气动减阻优化开发需要有效的控制汽车尾端的边界层分离特性和尾涡的产生、发展及其流动规律。本文结合边界层控制方程和边界层分离原理分析了顺流向和横流向压力梯度对边界层分离和纵向涡的形成所起的重要作用,建立了通过两个方向的压力梯度识别气流分离和涡流形成的方法,并给出了通过矢量计算获得压力梯度结果的计算方法和过程,以及通过压力梯度结果识别车身表面气流分离位置的方法,分析了相应的尾涡产生与发展特点。通过正交实验设计对复杂外形的尾流分离外形特征进行了减阻优化,获得了低风阻设计方案。所提出的基于压力梯度识别和正交试验设计相结合的方法,为尾端气流分离和整车气动减阻优化设计提供了有益参考和支持。     

旋转车轮气动效应的CFD仿真和风洞实验及减阻优化研究

本文中以上汽通用公司两款车型为研究对象,运用运动参考坐标系(MRF)方法中的多重参考坐标系(MRF)方案,模拟了车轮转动,对车轮静止和转动条件下汽车的气动特性进行了CFD仿真和风洞实验。通过仿真与风洞实验结果的对比,验证了MRF方法模拟车轮转动气动效应的准确性。基于流场仿真结果分析了转动车轮气动阻力的产生机理和转动车轮对尾流结构和尾端压力的影响,探讨了车轮转动引起整车C_d变化的流场作用机理。根据流场分布特点提出车轮减阻优化方案,仿真结果表明,最优方案能显著降低C_d。本研究提供了准确模拟车轮转动气动效应的流场CFD仿真方案,分析了车轮转动相关的复杂流场相互作用机理,为车轮和尾端区域气动优化开发提供了有益参考。     

汽车前端结构的行人大腿碰撞保护性能研究

介绍了Euro NCAP近几年上腿型冲击WAD775的试验结果,以及针对该性能,汽车前端的造型优化和结构设计方法。以某车型为例,采用HyperMesh软件建立了其前端上腿型冲击WAD775有限元模型并进行仿真分析。从零部件结构优化角度,提出对保险杠本体及其附件进行局部结构弱化的改进方案。经过分析,采用新方案的车型该项得分从2.963分提升至满分6分。     

考虑气动阻力和横风稳定的汽车车身多目标优化设计

综合考虑了气动阻力特性和横风稳定性,对车身外形参数进行了多目标自动优化设计。综合利用参数化建模技术、计算流体力学(CFD)仿真、试验设计方法、响应面模型和智能优化算法,集成Pro/Engineer参数化建模和ICEM网格划分工具以及Fluent仿真软件,在多学科优化平台modeFRONTIER上,搭建了一种自动优化设计流程。利用该流程,基于遗传算法(GA)对MIRA快背式模型车身几何外形进行了改型设计,得到了考虑车身气动阻力特性和横风稳定性的最优权衡设计解集。该结果使得气动阻力因数降低了5.2%,侧向力因数降低了5.8%。因而,实现了车身气动阻力和横风稳定性的多目标优化。