基于Film模型与VOF模型的A柱溢流仿真

雨天行车时，雨水会在车窗上形成水渍影响驾驶员视线，从而给安全行车带来重大隐患，其中对视线的影响最主要是来自于雨刷运动激励下的A柱溢流。提供了一种雨水管理性能仿真解决方案，通过结合Film模型与VOF模型，可以得到与试验结果接近的溢流过程，修正了Film模型自身的误差。仿真结果表明，在车速为80 km/h时，雨水在A柱中上部发生溢流，雨水越过A柱后在侧窗导水槽积累，并有部分雨水从导水槽溢出，水流呈条状分布，集中在侧窗上部。     

汽车侧窗雨水管理的计算流体力学分析研究

为分析侧窗雨水管理中A柱漫流对侧窗视野区的影响,通过计算流体力学(CFD)仿真和环境风洞试验相结合的方法,对前风窗玻璃水流越过A柱后在侧窗表面流动的过程进行了分析和研究,证明了 CFD瞬态分析方法能够预测A柱漫流的位置和侧窗水流在风力作用下的运动轨迹.通过A柱优化方案的试验结果对比和流场分析,验证了A柱结构优化能够改善...     

基于计算机仿真的公路线形设计评价

对公路设计评价方法进行了研究,提出了基于计算机仿真的公路设计安全评价方法。对公路的特点和设计评价手段进行了分析,提出了建立公路仿真系统,对设计方案和设计指标进行评价的思路。分析了公路仿真系统的特点,建立了基于Multi-Agent的仿真系统框架。通过建立计算机仿真模型--汽车模型、驾驶员模型和公路模型,仿真汽车在公路上的运行情况,得到汽车的运行速度、加速度等定量指标,从而对公路设计指标进行评价。通过计算机仿真,可以使设计人员在设计阶段就可以发现设计存在的问题,及时修改设计,提高设计的科学性、合理性。     

基于CFD的牵引列车雨水管理与风阻优化分析

为了减小汽车高速行驶过程中的风动阻力、降低汽车在雨天行驶时外表面雨水、灰尘的附着程度,提高视野的可见度,研究了不同优化措施对NG17牵引列车的风阻系数、侧窗和后视镜等关键部位雨水分布的影响.基于CFD分析软件CCM+与风洞试验分析了该牵引列车采取不同优化措施后的阻力系数变化及雨水分布.研究结果表明:优化后整车的风阻系数...     

基于计算机仿真的公路安全设计方法

对公路安全设计与评价方法进行了分析,提出了基于计算机仿真的公路安全设计方法。该方法以ADAMS(AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystem)软件为平台,通过建立汽车、驾驶员和三维道路等系统仿真模型,为公路设计安全评价提供虚拟对象。在计算机上运行这些模型,获得汽车实时行驶速度,以此可以评价公路线形设计参数是否满足汽车行驶的要求,从而达到评价设计指标安全性的目的。该方法为公路安全设计评价提供了"活的数学模型",这些模型具有参数容易修改、数据表达直观、试验速度快和节省费用等优点。     

汽车动态系统仿真模型验证方法综述

仿真模型是人们开展各类科学研究的重要工具,其自身的可信度将直接影响仿真运行结果的可靠性,而模型验证则是评价仿真模型可信度的主要方法。基于此,本文综述了汽车动态系统仿真模型相关概念及模型验证方法发展历程,根据汽车安全领域仿真模型的特点,重点对时域分析方向已有的模型验证方法进行了分类,并对相应的模型验证辅助工具存在的问题进行了梳理,提出了未来的重点研究方向。     

基于环模型的轮胎有限元建模与仿真研究

为了提高仿真模型的计算效率,基于环模型理论系统研究了轮胎二维有限元模型的建模技术、参数确定方法和轮胎包容特性分析技术.从试验与仿真结果对比分析可知,利用有限元方法基于轮胎REF模型建模,在对轮胎胎侧弹性进行非线性模型修正后,得到的轮胎低速滚动仿真结果与试验结果基本吻合,验证了轮胎模型的有效性,同时为车辆一地面系统虚拟试验提供了一种实时高精度的轮胎面内特性仿真建模方法.     

基于物元分析的山区低等级公路路侧安全评价

路侧安全的保障对于提升低等级公路行车性具有重要作用。对低等级公路的路侧交通事故特征进行了分析,提出了影响路侧安全的因素。根据《公路路线设计规范》和相关文献,选取了主线车流量、支路车流量、行人流量、路堤高度等7个指标,利用物元分析法建立了路侧安全评价模型。将路侧安全等级划分了四个等级,根据层次分析法确定了各评价指标的权重,通过建立节域物元矩阵、经典域物元矩阵、计算各评价指标的综合关联隶属度,确定路段单元的安全等级。并将该模型应用到云南某低等级公路,对该公路部分路段划分单元进行了路侧安全评价。     

基于ECE R66法规的客车侧翻碰撞安全性能的仿真与优化

建立了某型号客车的有限元模型,依据欧洲ECE R66法规要求进行了客车动态侧翻碰撞过程的仿真,评价了该车上部结构的变形及其侵入乘员生存空间的状况,仿真分析结果与试验数据一致性较好,说明该有限元模型是准确的.根据多方案仿真结果,对顶横梁、窗立柱等结构进行改进设计,有效提高了其抗变形能力,改善了该车的侧翻安全性能.     

基于贝叶斯网络的路侧安全评价方法

首先阐述了路侧安全评价对于减少公路交通事故的重要意义,在对国内外相关研究进行分析和比较的基础上,构建了一个用于路侧安全性评价的指标体系。随后利用贝叶斯网络所具有的表达不确定性知识和进行不确定性知识推理的能力,提出了一种基于贝叶斯网络的安全评价模型。该模型能够处理复杂的逻辑关系,很好地表达变量间的不确定性关系,可以灵活方便地对系统进行预测及诊断分析,有效地处理专家意见不一致的情形,并能够在某些专家意见缺失的情况下得到合理的结果。最后将此方法应用于评估某路侧的安全等级,结果表明此方法是合理有效的。     

基于SST-DDES方法的汽车外气动噪声模拟与风洞试验对标分析

随着新能源汽车行业的迅猛发展,行驶过程中发动机噪声的贡献消失,气动噪声成为了最容易引起顾客抱怨的问题。相关研究表明,通过侧窗玻璃表面脉动压力产生的湍流脉动和声场是汽车在高速行驶时的主要噪声源。基于开源软件OpenFOAM,采用SST- DDES湍流模型,分别对两款不同车型的前后侧窗玻璃24个点的表面脉动压力进行了数值模拟计算,并与风洞试验测试相结合进行验证。结果表明,仿真结果与试验结果基本吻合,证明了该方法可以有效捕捉侧窗玻璃的表面脉动压力结果,为后续的车内噪声计算打下基础,同时也有效缩短了开发周期,并降低了后期实车风洞试验的测试成本。     

基于A柱-后视镜车内气动噪声数值模拟与预测

针对后视镜引起的前侧窗与车内气动噪声问题,采用计算流体力学(CFD)方法对某商用车进行车外后视镜区域数值模拟和车内噪声预测的研究。稳态分析采用RANS模型中SST(Menter)k-ω模型,瞬态分析采用基于SST(Menter)k-ω的分离涡模拟(DES);通过分析后视镜侧窗区域的稳态静压力与瞬态动压力、速度和涡量云图,揭示了因A柱后视镜而产生车窗表面的湍流压力脉动的机理;同时求解瞬态流场获得两侧车窗表面湍流压力脉动载荷。采用声学FEM方法将车窗表面湍流压力脉动作为边界条件来计算气动噪声的传播,基于车内声学空间不同频率的声压级云图分布规律,说明了车内气动噪声主要集中在中低频段和声压级最大的分布区域;驾驶员左耳旁声压级曲线展示了20-2500 Hz频段内声压级变化规律。最后进行实车道路滑行测试,证实了气动噪声在车速80-110 km/h时较为明显的结论;采用CFD结合声学有限元的方法可较为准确地预测车内100-2500 Hz气动噪声的声压级,为优化后视镜、降低驾驶室内气动噪声提供仿真和试验的技术方案。     

基于Infoworks ICM的城市排水(雨水)系统排水能力及内涝风险评估

为评估LSH流域排水（雨水）系统排水能力及其内涝风险,基于Infoworks ICM构建LSH流域的排水（雨水）系统水动力学模型,对现状排水（雨水）系统排水能力和内涝风险进行了评估,并根据评估结果对某重要区域提出相应的改造方案,然后通过模型对改造方案进行了模拟验证。结果表明,LSH流域的排水（雨水）管网达标率（满足2 a一遇）为68.4%,整体管道达标率较高。管道排水能力小于1 a一遇、1～2 a一遇、2～3 a一遇、3～5 a一遇和大于5 a一遇的管网占比分别为18.5%、13.12%、42.35%、15.38%、10.65%。LSH流域东南部区域存在较高的内涝风险。通过对沿齐州路东侧敷设1.2 m×1.2 m雨水管渠的改造方案进行模拟验证,表明该改造方案能较好的解决东广场区域的内涝积水问题。     

轿车车窗上升过程声品质预测模型研究

针对声品质主观评价试验成本高的问题,提出一种基于车窗上升过程稳态噪声和瞬态噪声的声品质预测模型。采集24款轿车左前门车窗上升过程的噪声信号,在时域上划分为具有瞬态噪声特征的启动阶段、停止阶段和具有稳态噪声特征的平稳运行阶段,分别计算出3个阶段的客观评价参数。通过主观评价试验得到每款样本车的主观评价结果。运用BP神经网络建立了车窗上升过程的声品质预测模型,预测结果表明,此方法提取的客观评价参数能反映左前门车窗上升过程的声品质特征,BP神经网络建立的声品质预测模型具有较高准确度和泛化能力,能在一定程度上代替评测员对车窗上升过程声品质进行评价。     

基于稳定性和宏观交通流模型的车辆路径规划

为了提升车辆的安全性和能量利用率，从路径规划的层面出发，针对避免车辆遇到极端工况及低效率工况的问题，提出将车辆稳定性判据模型和交通流模型相结合的方法来规划车辆路径，使得车辆在路面湿滑情况下实现快速、安全的行驶。使用交通流模型预测车辆未来将要面临的交通环境变化，再使用稳定性判据模型评估未来交通的安全性，以便为混合动力车辆规划出最快且最安全的路径。具体来讲，为了预测混合动力车辆未来将要面临的车速及车流密度的变化，使用通量矢量分裂格式求解广义Aw-Rascle-Zhang（GARZ）宏观交通流模型。此外，使用驾驶人在环仿真平台PreScan，收集了同一驾驶人在不同车速及不同相对前车距离时给出的前轮转向角响应。基于前轮驱动（FWD）前轮转向（FWS）车辆和全轮转向（AWS）分布式驱动车辆（DDV）的Simulink模型，给出了不同前轮转向角对应的轮胎力饱和因子（δ_TFSC）响应。使用人工神经网络训练不同车速和车流密度对应的δ_TFSC，建立了车辆的稳定性判据模型。使用新建立的稳定性判据模型对交通流模型预测的参数（车流速及车流密度）进行稳定性评估。然后，基于以上的方法优化了车辆行驶路径，以确保车辆在湿滑路面上的行驶安全。最后，使用US-101真实交通流数据来验证交通流模型的预测结果。经实例验证得出：交通流模型与车辆横向稳定性判据模型相结合可以从路径规划的层面保证车辆安全行驶并提升交通系统的通行效率。     

基于实际载重的汽车前后轴制动力分配系统设计

汽车在生活和生产中日益变得不可或缺,对汽车安全性又提出了更高的要求。汽车前后轴制动力分配对汽车安全性具有重大影响。针对前后轴制动力分配的问题,分析比较了目前各种分配方式的不足,并建设性地提出了基于实际载重的汽车前后轴制动力分配的控制方法。建立并详细阐述了该控制方法的理论模型及相关的约束条件。对该控制方法进行了实例计算分析和仿真实验,并对实验结果做了说明和总结。     

车-车协同下无人驾驶车辆的换道汇入控制方法

多车协同驾驶是智能车路系统领域的研究热点之一,可有效降低道路交通控制管理的复杂程度,减少环境污染的同时保障道路交通安全。基于多车协同驾驶控制结构,提出了一种无人驾驶车辆换道汇入的驾驶模型及策略,系统分析了多车协同运行状态的稳定条件。在综合分析无人驾驶车辆换道汇入的协作准则、安全性评估后,基于高阶多项式方法,结合车辆运行特性,通过引入乘坐舒适性的指标函数,设计得到无人驾驶车辆换道汇入的有效运动轨迹。通过研究汇入车辆与车队中汇入点前、后各车辆的运动关系,详细分析车辆发生碰撞的类型和影响因素,给出避免碰撞的条件准则,从而确保无人驾驶车辆汇入过程中多车行驶的安全性和稳定性。基于车辆运动学建立车辆位置误差模型,结合系统大范围渐进稳定的条件,选取线速度和角速度作为输入,应用李雅普诺夫稳定性理论和Backstepping非线性控制算法,设计了无人驾驶车辆换道汇入后的路径跟踪控制器。仿真试验和实车试验结果表明：所设计的换道汇入路径是可行、安全的,控制器具有良好的跟踪效果,纵向和横向的距离误差在15 cm以内,方向偏差的相对误差在10%以内。研究结果为智能车路系统中的多车状态变迁与协同驾驶研究提供了参考,可服务于未来道路交通安全设计和评价。     

Combined power management/design optimization for a fuel cell/battery plug-in hybrid electric vehicle using multi-objective particle swarm optimization

In this paper, the combined power management/design optimization problem is investigated for a fuel cell/Liion battery PHEV. Formulated as a constrained multi-objective optimization problem (MOP), the combined optimization problem simultaneously minimizes the vehicle cost and fuel consumption subject to the vehicle performance requirements. With an emphasis on developing a generic optimization algorithm to find the Pareto front for the synthesized MOP, the Pareto based multi-objective particle swarm optimization (PMOPSO) algorithm is developed, which solely depends on the concept of Pareto dominance. Three approaches are introduced to the PMOPSO method to address the constrained MOP. They are: (i) by incorporating system constraints in the original objective functions, the constrained MOP is transformed to an unconstrained MOP; (ii) to avoid being trapped in local minima, a disturbance operator with a decaying mutation possibility is introduced; (iii) to generate a sparsely distributed Pareto front, the concept of crowding distance is utilized to determine the global guidance for the particles. Finally, under the Matlab/Simulink software environment, simulation results are presented to demonstrate the effectiveness of the PMOPSO in the derivation of the true Pareto front.