不同造型风格的车身低阻基本形体

针对低阻车身造型风格多元化的需求,结合数值模拟和遗传算法,考虑不同的约束条件,求解4种造型风格不同且气动阻力因数在0.087~0.100内的车身低阻基本形体,并用缩比模型的风洞试验验证该方法的可靠性.高尾车型低阻基本形体的气动阻力因数值比低尾车型的偏高约0.010;不同长高比车身的气动阻力因数变化趋势不同,应独立进行优化.凹形头部与凸形头部的低阻基本形体都有低且长的尾部,头部正压区总面积相近.     

汽车水平外形参数对气动阻力影响的仿真分析

针对现有的汽车气动性能优化研究大多集中于纵向外形参数上,缺乏对水平外形参数研究的问题,选取水平外形参数中车尾收缩角和后风窗收缩角作为气动优化研究对象.利用数值仿真软件建立车体模型并进行仿真,求解获得水平外形参数的变化对气动阻力的影响规律.将水平参数的变化与对应的纵向外形参数的减阻效果进行对比分析.结果表明：水平外形参数的变化引起尾流结构显著变化,且与对应的纵向外形参数相比其减阻效果更好.因此,水平外形参数对汽车气动性能优化具有积极影响.     

某杀伤弹与某子母弹弹道一致性设计

为进行某杀伤弹与某子母弹弹道一致性设计,通过FLUENT对弹丸外流场进行数值仿真,获取相关的气动力参数.用仿真结果进行阻力特性分析和射程估算,根据分析结果进行设计方案调整并进行试验验证,结果表明调整方案满足设计要求,说明采用数值仿真方法设计弹丸气动外形是有效、可行的.     

基于参数化的涡轮叶片三维气动优化仿真

为了提高涡轮叶片的设计效率,在分析已有涡轮叶片截面线参数化造型技术优缺点的基础上,基于B样条曲线实现了涡轮叶片截面线的参数化造型和参数化修改,并编写了叶片造型程序,实现了叶片流场模型的自动化生成.以某型号涡轮叶片为例,对其进行三维流场数值模拟,然后采用遗传算法和序列二次规划法算法的组合,以涡轮的气动效率为目标函数,对涡轮叶片进行了气动优化.算例结果表明文中所建立的涡轮叶片自动优化设计体系是可行的.     

底部导流板形式对高速列车气动阻力的影响

为减小高速列车运行时的气动阻力,设计直式、斜式、内圆弧式和外圆弧式等4种转向架前后底部导流板的高速列车模型.通过风洞试验验证数值模拟方法的有效性,采用数值计算分析底部导流板对列车气动阻力和底部流场的影响.结果表明：不同形式底部导流板的列车总阻力相差可达20%,其中头车气动阻力因数极差值最大为0.062.导流板影响列车底部气流速度和转向架区域压力分布,其导流作用使得转向架区域气动阻力和转向架的阻力同时改变.转向架前后导流板的导流效果越好,转向架区域的气动阻力越小;同时,气流冲击使得转向架上的滞止压力增大;在二者的共同作用下高速列车的总阻力存在一个较小值.底部采用直式导流板对降低全车气动阻力的效果最好.     

基于试验设计的某MPV整车外气动特性优化

以某型多用途车（Multi Purpose Vehicles,MPV）为研究对象,对整车外气动特性优化模型进行参数化数值仿真.基于结合试验设计方法和优化算法,与原模型相比,最终优化模型的仿真结果可使目标车型风阻因数降低4.69%.另外,基于试验设计分析后视镜造型对整车外气动特性的影响,后视镜的优化仿真结果可使整车风阻因数降低1.04%.     

基于近似模型的整车气动外形优化

以类车体DrivAer的气动阻力因数为优化目标,选取影响其气动性能的5个形状参数作为设计变量,通过引入网格变形、试验设计(Design of Experiment,DOE)及近似模型等技术搭建自动仿真优化平台,探索气动性能最佳的参数匹配方案.优化后的DrivAer气动阻力因数降低4.5%,表明近似模型方法能够较好地取代实际仿真过程进行寻优.分析DOE的结果,发现影响气动阻力因数和气动升力因数的主要参数分别为行李箱高度与离去角,而多参数变化时的交互效应也会影响整车的气动性能.     

某涡轮过渡流道弯掠支板反设计及性能分析

某型涡扇发动机涡轮过渡流道与整流支板一体化设计方案中,支板采用了弯掠组合构型方案.为深入理解支板设计机理及其对流道总体性能影响规律,开展了对该型支板反设计研究.以涡轮过渡流道支板的进、出口气动参数和相应的几何参数为输入条件,结合标准支板叶型,应用所开发的叶型造型软件对弯掠支板作了详细反设计及相应的造型计算,获得的支板造型结果与原始结果十分吻合;随后对带支板和下游低压涡轮导向器叶排的整个过渡流道性能进行全三维CFD数值分析.数值计算与对应实验结果一致性较好,一方面表明反设计方法是可行和可靠的;同时表明合理的支板弯掠构型与恰当的流道型面有机组合能明显提高涡轮过渡流道的性能.     

轿车乘员舱内气流对气动阻力影响的数值模拟

为揭示轿车侧窗开启程度和乘员舱内布置对气动阻力的影响规律,建立1∶1阶背式英国汽车研究协会(Motor Industry Research Association,MIRA)标准模型;基于FLUENT,在30 m/s风速下采用可实现k-ε湍流模型对不同侧窗开度的模型进行三维稳态数值模拟,得到气动阻力因数随侧窗开启程度的增大而增大的变化趋势.在侧窗全开时,改变舱内布置,得到气动阻力因数随假人个数的变化规律;对比不同情况下模型的流场分布发现,当考虑乘员舱内气流时,气动阻力的大小不仅与进气量有关,而且受舱内流场分布的影响.     

仿生扑翼“0”形轨迹机构的设计及气动力特性

针对仿生扑翼飞行器的驱动结构进行设计,提出了一种空间摇杆式的驱动机构与机翼扭转机构,实现机翼扑动过程中的"0"形空间运动轨迹.针对机翼的空间"0"字形运动,建立仿生飞行器气动分析模型,采用动网格与非定常数值计算方法,对机翼拍动过程中不同相位下的升阻特性进行分析,并通过空气动力效率与流场对比分析,得到不同参数条件下的气动效率,为仿生扑翼飞行器的设计及扑动模式的选择提供参考.通过气动力测量实验、台架姿态标定和外场飞行测试,验证了结构设计的合理性.     

A computer aided design method for car form and its application based on shape parameters

In the early design stage, automotive modeling should both meet the requirements of aesthetics and engineering. Therefore, a vehicle CAD (computer aided design) model that can be easily adjusted by feedbacks is necessary. Based on CE-Bézier surface, this paper presents a set of algorithms for parametric segmentation and fairing surface generation in a car model. This model is defined by a simplified automotive template and relevant control points, shape parameters and segmentation parameters, which can be modified to alter the car form efficiently. With this model and the corresponding adjustment method, more than fifty various vehicle models are established in this research according to different parameters. And two methods for calculating similarity index between car models are constructed, which are suitable for brand design trend analysis and modelling design decisionmaking.     

嵌入式系统的自适应前照灯系统设计

为了改善驾驶员在夜间或能见度较低环境下的视野范围,提高行驶的安全性,介绍了一种基于嵌入式系统的汽车自适应前照灯系统的设计方案。此系统中的前照灯控制器采用FPGA来控制CAN总线控制器、数／模转换器和全桥电机驱动器等器件来实现接收方向盘转角信号,并使电机运行带动前照灯的转向。自适应前照灯系统控制中心使用的是ARM9处理器。该设计方案满足要求,已经在项目中获得了良好的应用效果。     

利用关联关系的标准件参数化设计方法

分析了产品几何建模的参数化设计方法,提出了一种基于关联关系的标准件参数化设计方法。阐述了参数化设计方法的原理,即采用关联参数建立多个组件间的关联,以实现标准件的参数化设计。利用CATIA平台,给出了圆锥滚子轴承基于关联关系的参数化设计过程,证明了该设计方法的可行性。     

基于有向超图的参数代表示模型及其实现

本文提出了一种基于有向超图的参数化图形表示模型．它不仅能够表示图形的尺寸约束和几何约束，而且能够支持图形拓扑结构变化和工程设计约束的表示．在交互绘制图形对象的同时直接建立参数化图形约束模型．由于在图形构造的每一步都保证约束的一致性，因此，不会出现过约束或欠约束的情况．经实践表明，该模型具有实用方便、高效可行的特点，适合于系列化产品的参数化ＣＡＤ系统建模和绘图．     

基于二次参数化技术的风电机组序列化建模

针对常规建模方法在庞大复杂风电机组应用上的不足,在建立单台风电机 组全参数化模型的基础上,以风电机组序列整体为研究对象,根据同序列不同功率机组之间 各零部件设计参数变化规律,研究应用二次参数化技术和参数序列化方法实现了高效的风电 机组模型建立与管理;并结合三维模型参数驱动技术,研发了风电机组序列建模系统,可有 效减少建模和造型工作量、降低设计失误率、提高设计效率,验证了该建模方法的正确性与 合理性。     

HEADLIGHT DESLGN

A brief survey is given of the historical development of motor vehicle headlights. The principles underlying the design of the block lens headlamp used in America and Great Britain and the sharp out-off lens used on the Continent are described and a comparison is made of the two systems.

An outline is given of the polarized headlamp system that is being investigated by the Laboratory.     

Robust optimization of foam-filled thin-walled structure based on sequential Kriging metamodel

Deterministic optimization has been successfully applied to a range of design problems involving foam-filled thin-walled structures, and to some extent gained significant confidence for the applications of such structures in automotive, aerospace, transportation and defense industries. However, the conventional deterministic design could become less meaningful or even unacceptable when considering the perturbations of design variables and noises of system parameters. To overcome this drawback, a robust design methodology is presented in this paper to address the effects of parametric uncertainties of foam-filled thin-walled structure on design optimization, in which different sigma criteria are adopted to measure the variations. The Kriging modeling technique is used to construct the corresponding surrogate models of mean and standard deviation for different crashworthiness criteria. A sequential sampling approach is introduced to improve the fitness accuracy of these surrogate models. Finally, a gradient-based sequential quadratic program (SQP) method is employed from 20 different initial points to obtain a quasi-global robust optimum solution. The optimal solutions were verified by using the Monte Carlo simulation. The results show that the presented robust optimization method is fairly effective and efficient, the crashworthiness and robustness of the foam-filled thin-walled structure can be improved significantly.     

An open platform of shape design optimization for shell structure

A general platform built on a computer-aided design (CAD) system is developed for parameterized shape design optimization of shell structure. Within the platform, parameterized surface modeling and computer-aided engineering (CAE) applications are embedded and seamlessly integrated with the CAD system through its application programming interface (API). Firstly, instead of the CAD system inherent surface modeling, a parameterized surface modeling for shell structure is fulfilled through integrating with parametric solid modeling of the CAD system. Thus, any dimensions for parametric solid modeling can be used to control shape modification of shell structure and serve as design variables for shape design optimization. Secondly, seamless integration of geometry modeling and finite-element modeling for shell structure is implemented. Finally, with integrated procedures of finite-element analysis and optimization algorithms, a general platform for parameterized shape optimization of shell structure is realized. Numerical examples are presented, and the results validate the effectiveness and efficiency of the platform. A shorten version of this paper was presented to the 7th World Congress of Computation Mechanics (WCCM 2006), July 16–22, 2006, Los Angeles, CA, USA.     

汽车行李箱盖关闭冲击及耐久性分析

基于LS-DYNA提出一种对汽车行李箱盖进行关闭冲击仿真的建模方法.建立密封条和锁总成的详细模型,并根据仿真结果对行李箱盖进行耐久性预测.仿真结果与试验结果的对比验证该模型的准确性.该方法可有效仿真汽车行李箱盖的关闭冲击及耐久性能,提升设计效率.     

梁式桥参数化建模专家系统

在桥梁养护行业,传统桥梁病害检测方式向数字化检测转型已成为该行业发展趋势,而桥梁三维可视化是实现数字化检测的基础.一般的梁式桥参数化建模程序,具有“一经写定,不易修改”的弊端,为了避免这一问题,提高参数化建模的灵活性与可扩充性,采用了一种将专家系统与梁式桥参数化建模相结合的方法,该方法结合专家系统理论知识、梁式桥结构知识和梁式桥组件及全桥参数化建模过程,设计了梁式桥快速建模专家系统.主要内容包括知识库的分类设计、知识库的数据库表设计、知识表达方式的选取、组件建模推理机制及全桥建模推理机制,以及参数化建模时部件、组件、全桥建模算法.使用该方法进行梁式桥建模结果表明,该方法能够根据用户给出的少量主要参数准确完成桥梁组件及全桥的参数化建模,用户通过修改知识库,就能改动参数化建模所依赖的结构计算知识.该方法增加了参数化建模的灵活性及可扩充性.