基于改进的Pareto遗传算法的车身气动多目标优化

把气动性能和空间性能作为优化目标,用改进的Pareto遗传算法求解得到流线型车型和普通车型无轮车身的Pareto波阵面。通过二维车身优化算例验证,以小家族为单位进行进化的邻点交叉法、分象限外推法和单目标预测法配合使用,可以有效提高子代的分布性能和进化效果,解决三维车身气动优化中计算量过大的问题。流线型车型与普通车型的Pareto波阵面相比,在中低阻区,前者的综合性能更优秀,在高阻区则反之。     

驾乘需求推动汽车不断变革(六)——车身遮风避雨 有效减小阻力

20世纪前半期,汽车的基本构造已经全部发明出来,人们对汽车的舒适度要求越来越高。如果风挡可以解决驾乘人的风吹之痛,那么车身的发明就可以解决驾乘人的日晒和雨淋之苦。现代汽车车身形式的发展是经由马车型、箱型、流线型、船型、鱼型和楔形车身一步步发展而来,并且很大程度上取决于当时的科技水平和物质条件。汽车设计者们开始着手从汽车外部造型上进行改进,并相继引入了空气动力学、流体力学、人体工程学以及工业造型设计（工业美学）等概念,力求让汽车能够从外形上满足各种年龄、各种阶层,甚至各种文化背景人群的不同需求,使汽车成为真正的科学与艺术相结合的最佳表现形式,最终达到完善的境界。     

基于多目标优化的白车身结构轻量化设计

白车身轻量化研究有利于提高整车性能和减少研发成本,首先建立了某乘用车白车身的有限元模型,接着根据仿真模型分别计算出与NVH、静刚度及正面碰撞安全性能相关的参数,模型各项指标均满足要求。其次,依据综合灵敏度分析思路筛出与碰撞安全无关的设计变量,并且参照能量吸收曲线图选出正面碰撞安全板件的设计变量。针对白车身非碰撞安全相关板件的轻量化设计,根据试验设计方法设计出样本点,对比各类近似模型的精度,采用了椭圆基近似模型,将白车身质量最小、低阶模态最大作为设计目标,把白车身的静态扭转刚度以及静态弯曲刚度作为设计的约束条件,并采用遗传算法对非碰撞安全板件进行多目标优化。针对白车身正面碰撞安全相关板件的轻量化设计,根据试验设计方法设计出样本点,对比各种近似模型的精度,采用了响应面模型,将白车身质量最小、乘员舱加速度峰值最小作为设计目标,将一阶弯曲和一阶扭转模态频率、静态弯曲扭转刚度作为设计的约束条件,并采用遗传算法对碰撞安全板件进行多目标优化。最后,对轻量化前后的性能参数进行比较分析,实现了白车身质量降低13.4kg,降幅3.32%,轻量化系数减小了1,不仅保证了静态弯曲刚度和扭转刚度、白车身的模态频...     

基于遗传算法的变速器多目标优化设计

本文以体积最小化和功率使用率最大化建立了变速器多目标优化设计数学模型,并在可靠性的基础上,给出了约束条件;最后运用遗传算法对所建模型进行了实例测试,测试结果表明所建模型正确有效,对齿轮传动的设计具有参考价值。     

基于遗传算法的变速器多目标优化设计

本文以体积最小化和功率使用率最大化建立了变速器多目标优化设计数学模型,并在可靠性的基础上,给出了约束条件;最后运用遗传算法对所建模型进行了实例测试,测试结果表明所建模型正确有效,对齿轮传动的设计具有参考价值。     

F1赛车气动特性的CFD仿真和试验研究

选用Realizable k-ε模型和非平衡壁面函数,建立一款F1赛车的外表面及其外流场模型,对其进行流体动力学仿真,求得气动阻力和升力系数,并与风洞试验结果做了比较.结果表明:CFD仿真结果和风洞试验结果很接近,且该款F1赛车具有较好的气动特性.     

基于多目标可靠性优化平台的车身前部结构设计

为了在保证精度的同时考虑不确定性因素高效开展车身结构优化设计,建立了多目标可靠性优化平台.采用径向基函数(RBF)代理模型代替仿真模型,基于概率充分因子法将概率约束转化为单一确定性约束,选取自适应加权多目标优化算法高效获取帕累托最优前沿(POF),基于智能补点方法生成补充样本点持续更新RBF模型,提升优化精度直至收敛....     

基于SIMP理论的电动汽车车身多目标拓扑优化

为在电动汽车车身概念设计阶段得到合理的承载结构,综合考虑静动态特性,进行了多目标拓扑优化.基于带惩罚的实体各向同性材料(SIMP)理论,采用折衷规划法定义静态多工况目标函数,用平均频率法定义动态振动频率目标函数,并通过对各目标函数归一化消除其数量级差异;利用优化准则法更新设计变量进行优化迭代,得到同时满足静态刚度和动态振动频率要求的电动汽车车身拓扑结构.     

基于遗传算法的混合动力汽车参数多目标优化

针对混合动力汽车设计参数众多的状况,提出了一种对混合动力汽车传动系统参数和控制参数同时进行优化的多目标优化新方法--自适应遗传算法.在ADVISOR平台上,以一辆使用逻辑门限控制策略的并联混合动力汽车为例,分析并建立了以动力性能指标为约束的混合动力汽车参数优化的非线性规划模型,其目标函数包含最小油耗和最佳排放性能.针对遗传算法容易早熟等不足,采用带自适应交叉和变异算子的遗传算法和模拟退火技术相结合进行求解.仿真结果表明了所提出方法的有效性.     

基于多目标的乘用车架拓扑优化设计

以某乘用车底盘优化为例,基于密度惩罚法和折衷规划法理论,采用多目标优化方法,兼顾低阶固有频率和多工况下车架刚度,避免了单目标优化对其它性能参数的影响。通过拓扑优化后得到的连续体离散模型,可知车架横梁的大体布局以及纵梁在哪些部位需要加强和弱化,为车辆轻量化和后续设计提供思路。     

某乘用车空调系统配气比及气动噪声分析优化

空调系统设计与布置合理与否直接影响乘员舱内舒适性。空调系统设计要求配气比必须满足标准要求,而且风道的气动噪声必须控制在合理的范围内。本文通过对某乘用车空调系统原方案进行配气比及气动噪声分析,对空调系统风管内流场分布以及气动噪声源产生与传播进行了详细分析,从而提出两种优化方案。通过配气比及噪声试验,3#优化方案满足配气比标准要求,并且驾驶员右耳处噪声较原方案降低3.7dB,效果显著。     

柴油机螺旋进气道三维数值模拟及其结构优化

以计算流体力学(CFD)技术理论为基础,利用三维数值模拟软件AVL-Fire分析新型6160船用柴油机螺旋进气道,得到缸内的流量系数、涡流比以及流场特性云图.通过三维建模软件CATIA将原气道不足之处改进优化,对改进后的螺旋进气道进行稳态和瞬态模拟分析与评价,结果表明:优化后的螺旋气道进气性能提高15%左右,涡流产生能力提高20%左右.     

基于数值模拟的木拱廊桥洪水响应分析

近年来,木拱廊桥抗洪防灾方面的研究多基于水毁案例的经验总结来提出宏观维护策略,缺乏对于洪水荷载与廊桥结构受力的量化分析。因此,提出了基于计算流体动力学(CFD)与有限元方法的木拱廊桥抗洪安全性能分析方法,研究不同洪水频率下的荷载分布规律,并对桥体拱架的洪水响应及结构安全进行量化评估,为木拱廊桥预防洪水和安全监控提供参考依据。结果表明:受洪水荷载的作用,杆件上的水平力沿水深方向呈线性分布,竖向力呈均匀分布;主拱结构产生形变,迎水面向河内挤压,背水面向两岸拉伸,上部结构朝水流方向倾斜;主拱上背水面的端平苗受拉力作用,易脱开节点导致桥面塌落,基础的摩擦系数和土体抗剪性能决定了支座的稳定,是影响廊桥整体结构抗洪安全性能的关键因素。