CFD数值模拟的整车降风阻技术研究

为满足新产品空气动力学性能要求,达到新产品空气动力特性设计目标,应用CFD和Fluent软件对整车原造型方案进行数值模拟,并依据仿真计算结果提供优化方案。对优化后的整车模型进行CFD数值模拟,整车风阻系数降低8. 23%。     

汽车空气动力特性分析

基于一款新开发车型,运用CFD数值模拟技术进行分析,获得该车各细部风阻系数的占比。并通过车身与车尾尾涡场、速度场等的分析,优化汽车造型,改进汽车局部流场效应,获得更优风阻系数来达到整车开发的定义目标。     

某款轻型商用车降油耗方法

通过整车风阻系数、汽车轻量化和整车传动系速比优化,以及置换低滚阻轮胎等方法进行某款轻型商用车的燃油经济性提升。应用CFD数值模拟方法对某商用MPV车身进行空气动力学仿真及优化,并结合油泥模型风洞试验对降风阻效果进行验证;应用整车轻量化方案,以及使用低滚阻轮胎对整车的滚动阻力进行优化;通过传动系总速比优化,使该款商用车在NEDC的运行工况下更加接近经济区域。     

造型设计阶段汽车气动特性优化

考虑到在汽车工程设计阶段优化气动性能的复杂性,本文选择在造型设计阶段对其进行气动性能优化。首先以整车模型中面云图验证二维纵向对称面模型CFD仿真分析的有效性,建立车身纵向对称面参数化模型。然后选取对仿真结果影响显著的结构参数作为设计变量,通过CFD计算得出单个变量以及耦合变量对轿车气动特性的影响规律,利用基于薄板样条插值函数的高维模型构建设计变量与目标函数之间的近似模型。最后,基于近似模型进行多目标优化,并依此建立造型设计阶段轿车气动特性优化参考数据库。     

汽车分动器内部流场的数值模拟

以企业的某款汽车分动器壳内流体场为基体,对其建立三维模型,在流体动力学的理论基础上,采用CFD方法分析其内部流场状态及流场特性,得出不同时刻分动器内部齿轮润滑油流体的速度场和压力场,最终的数值模拟及分析计算结果为分动器的设计提供参考依据,对于缩短设计周期、降低设计风险、改善及提高分动器性能都有着实际意义。     

基于Ansys的赛车发动机进排气有限元分析

基于ANSYS 的CFD 的有限元仿真环境该赛车的空气动力学特性进行了数值模拟仿真研究，得出该车体的速度云图、质量流量曲线等，并根据模拟仿真结果对汽车的气动造型提出一些建议，为优化汽车发动机及改善其动力学特性提供参考。     

基于空气动力数值模拟的汽车外形设计与改进

为设计一款符合乘坐需求和空气动力学要求的汽车外形,综合运用汽车人机工程理论及工业设计领域知识对某乘用车车身外形进行方案设计。采用Rhino中的NURBS曲面建模技术建立了该乘用车外形A级曲面模型,以该模型为基础,根据阻塞比确定流场计算域,并通过局部加密网格策略对流场域进行网格划分。选取标准k-ε湍流模型,以速度入口和压力出口为边界条件,计算得到该乘用车行驶中的各项气动力、力矩及车身外表面与外流场的压强云图和流场图。最后对车身外形设计方案进行参数化改进,以满足空气动力学和美学风格等多重要求,该模拟分析结果将为汽车外形设计优化提供理论支撑。     

基于CFD大功率汽车发动机散热器匹配性分析

冷却散热器性能对发动机和整车的正常工作具有重要影响.根据大功率汽车发动机的性能特点和传热理论,对高温散热器、中冷散热器和冷却风扇进行参数设计和选型设计,获得各单元的性能曲线.对三者之间的匹配性进行分析,获取标定点的冷却空气流量和效率;根据组成单元影响系数,对系统的效率进行计算;基于外循环阻力最小原则,对发动机的整个冷却系统进行系统布置;采用CFD分析和冷却试验台相结合的方法对系统进行性能验证.结果可知:标出点的空气流量约为14 kg/s,静压约为800 Pa,效率为68％;通过冷却系统各部分影响系数对估算系统效率68.92％,实际空气流量为14.34 kg/s,与设计值基本一致;采用CFD仿真分析和试验测试结果误差在5％以内,冷却系统满足发动机的冷却需求,系统的设计是正确的.该冷却系统匹配设计计算方法,对实际工程应用具有重要意义.     

基于熵权TOPSIS方法的整车动力学性能多目标优化

为提高汽车行驶平顺性和操纵稳定性等整车动力学性能优化匹配效率,提出基于TOPSIS(Technique for ordering preferences by similarity to ideal solution,TOPSIS)方法的设计变量筛选策略。首先建立考虑下控制臂和扭转梁柔性的整车刚柔耦合虚拟样机模型,并通过下控制臂和扭转梁自由模态试验以及整车行驶平顺性和操纵稳定性实车道路试验验证所建整车刚柔耦合模型的正确性。采用试验设计方法研究下控制臂和扭转梁各结构参数分别对前后悬架性能的影响程度,提出基于熵权法和TOPSIS方法的结构综合贡献系数计算方法,以此为评价指标筛选出对悬架性能影响较大的结构参数作为整车性能匹配优化的设计变量,结合Kriging近似模型和NSGA-II算法(Elitist non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-II)对整车行驶平顺性和操纵稳定性进行多目标优化设计,获取Pareto最优解集,并确定出前后悬架系统的优化方案。研究结果表明,与优化前相比较,悬架系统优化后的整车行驶平顺性和操纵稳定性均有所提高,能够实现汽车性能的整体改善。     

某汽车外后视镜基座气动噪声改进与试验

为有效降低汽车后视镜处气动噪声,设计了3款外后视镜基座造型,联合流体软件和声学软件对汽车外流场和驾驶舱内声场进行耦合计算。通过分析整车外流场速度云图、前侧窗玻璃表面声压分布以及驾驶舱内声压级分布和声压级频谱曲线变化规律得到:方案Ⅱ的外后视镜基座因增加了"L"型凸起物,改变了流经前侧窗气流的流向和流速,减弱了高速气流对前侧窗地冲击,同时降低了驾驶舱内的噪声。数值结果与风洞试验数据相吻合,验证了计算方法的正确性,为降低汽车外后视镜的气动噪声提供了理论指导,有利于提高司乘人员的舒适性,增加产品的竞争力。     

汽车尾部结构参数对尾部流场的影响研究

汽车外流场在汽车尾部结构的影响下变得复杂,研究汽车尾部结构参数对气流的影响对研究汽车外流场、优化汽车的外形设计,设计出小空气阻力系数的汽车有重要意义。在MIRA模型基础上,运用三维软件CATIA构建不同车尾倾角的汽车模型,运用计算流体力学(CFD)软件Star-ccm+对其进行汽车外流场的空气动力学仿真分析,计算不同车尾倾角的汽车模型的空气阻力系数与升力系数,模拟气流在流经汽车尾部的速度分离及压力分布,着重研究车尾倾角对汽车尾部气流分离及尾涡形成的影响并找出其变化规律。研究发现车尾为正倾角时,气流在汽车尾部分离减弱,车尾马蹄涡较小,汽车的阻力系数较小,而升力系数较大;车尾为负倾角时,阻力系数较大,而升力系数小。     

基于整车工况的电动汽车轮毂电机散热分析

针对电动汽车运行的各种工况,在整车条件下采用计算流体力学（CFD）数值计算的方法对外转子轮毂电机的温升性能进行了仿真计算,并分析了汽车来流速度、电机轴的热导率对轮毂电机散热性能的影响。研究结果表明：来流风冷散热条件下,电动车在高负荷工况下电机的温升过大,可通过加装散热翅片或者采用水冷散热等方式来达到对电机的散热冷却效果;重复制动工况中,制动盘的高温热辐射没有使电机的温升恶化;汽车前方来流速度对电机的温升影响较大,电机轴的热导率对电机的温升影响相对较小。     

基于MATLAB的某专用越野汽车动力性能分析

汽车动力性能分析是汽车设计过程中的重要内容。结合越野车的整车设计参数,采用MATLAB编制汽车动力性能的运算程序,计算出该车最高车速、加速能力、坡爬能力三大性能指标和性能曲线,并分析各指标是否达到整车设计要求。为满足该车综合动力性能,提出调整发动机、变速箱等技术参数配置的改进方案,并结合MATLAB程序验证符合设计要求。该分析方法提高了整车的设计效率和可靠性。     

新型混合动力汽车工作模式分析与参数匹配设计

为降低制造成本,并实现混合动力汽车节省燃油和降低排放,提出了一种采用行星齿轮机构的新型混合动力汽车动力传动系统方案,进行了该系统方案的工作模式分析和参数匹配设计。在MATLAB/Simulink环境下利用整车动力学理论建模与关键零部件(如发动机、ISG电机、电池、变速器以及行星齿轮)数值建模相结合的方法,建立了基于该系统方案和设计参数的混合动力汽车整车性能分析模型,进行了整车动力性能和ECE_EUDC循环工况下的燃油经济性仿真计算分析。结果表明所设计的新型混合动力汽车参数设计合理,具有良好的动力性,燃油消耗较传统车下降36.8%,这为该系统方案的实施提供了理论依据。     

SUV车型冷却系统性能仿真分析

为开发某款SUV车型,采用一维和三维联合仿真的方法对机舱冷却系统匹配进行分析:首先对整车发动机舱内流场进行三维CFD分析,通过仿真计算获得舱内气流分布情况,然后以CFD结果作为一维仿真的边界条件,通过一维仿真计算出发动机进出水温度、油冷器出口油温,判断散热器、中冷器、油冷器的冷却性能,并与试验结果对比,验证仿真计算模型的可靠性。     

基于变增益的操纵杆线控转向变传动比设计方法

采用操纵杆代替传统线控转向(Steer-by-wire,SBW)系统中的转向盘,研究这种新型SBW系统的转向变传动比设计方法。建立整车2自由度动力学参考模型,针对采用操纵杆控制汽车转向运动的结构和性能特点,通过分析基于定横摆角速度增益所设计的转向变传动比应用在操纵杆SBW系统中存在的不足,分别设计车速因子和转角因子,提出保证汽车转向增益呈线性变化的转向变传动比变增益设计方法,并通过Matlab/Simulink对整车动力学模型和转向变传动比进行仿真计算。通过固定型驾驶模拟器对提出的操纵杆SBW系统变传动比方法进行试验和验证。驾驶模拟器硬件在环试验结果表明,在提出的操纵杆SBW系统转向变传动比作用下,驾驶员可以准确地实现转向意图,保证整车具有良好的运动轨迹跟踪能力,同时也保证汽车较好的操纵稳定性和舒适性。     

分布式驱动电动汽车操纵稳定性影响因素分析研究

为了探究影响分布式驱动电动汽车操纵稳定性的因素,以某车型为研究对象,对各影响因素进行仿真分析.基于Carsim软件和Simulink软件分别建立了整车动力学模型和电机模型,通过改变汽车的行驶速度、质心高度、质心前后位置以及路面附着系数,对整车操纵稳定性进行仿真分析,分别获得了不同行驶速度、不同质心位置和不同路面附着系数...     

采用CFD与KULI耦合的机舱热管理仿真研究

应用三维CFD技术和一维KULI耦合仿真方法对某正向研发的SUV进行机舱内空气动力学流动预测和冷却热害分析,得到严苛爬坡工况下的流场温度场结果,发动机进气、进水温度等评价整车热平衡能力重要指标,并根据预测的风险点提出改进方案;后续样车阶段的整车热平衡试验验证该偶合计算方法在发动机舱热管理正向研发阶段的可靠性,为车型空气动力学性能研究和机舱零部件布置累积经验。     

横摆与侧偏联合控制在汽车操稳中的应用

汽车操稳性对汽车安全性能起着至关重要的作用,精确建立整车动力学模型和获取车辆运动状态参数,可以提高汽车操稳性控制的鲁棒性。首先建立汽车电子机械制动系统模型及其三闭环控制系统,其次建立整车动力学模型,设计基于卡尔曼滤波算法的状态观测器对车辆运行状态进行最优估计。提出汽车侧偏与横摆联合控制策略,并引入分配系数实现对横摆角速度和质心侧偏角的联合控制。硬件在环试验结果表明,所建立的联合控制策略可有效地控制汽车的横摆与侧偏,有助于改善汽车的操稳性。     

一种适用于电控的驻车机构的设计思路及性能分析

以一款适用于电动汽车采用电机驱动换挡的驻车机构为例,从整车设计的边界条件及整车使用的必要性能及安全要求方面入手,根据汽车驻车制动性能要求,驻车机构的驻车效能以汽车在良好路面上能可靠而无时间限制地停驻最大坡度来衡量,对整车爬坡度所对应的坡度角进行计算分析,从驻车机构设计思路、安全驻车、防自动脱挡、防异常驻车、驻车棘爪自动弹出、驻车解锁力矩等方面进行了具体分析与研究,从而提高其在变速器甚至整车应用中的安全性。