整车CFD仿真解决方案

第30卷增刊　2007年12月合肥工业大学学报(自然科学版)J OURNAL OF HEF EI UNIV ERSI TY O F TECHNOLO GYVol.30Sup Dec.2007　收稿日期22作者简介许志宝(6),男,山西大同人,安徽江淮汽车股份有限公司工程师汽车外流场CFD 模拟许志宝(安徽江淮汽车股份有限公司技术中心,安徽合肥　230022)摘　要:汽车的空气动力学特性很大程度影响着汽车的经济性、动力性以及稳定性。

该文利用C FD 方法对某款汽车的外流场进行模拟,模型模仿风洞实验,计算出该汽车的风阻系数和升力系数,并对尾部扰流板进行了改进,最终得到了满足设计要求的流场性能。

关键词:汽车空气动力学;CFD ;涡流;风阻系数中图分类号:U46111 文献标识码:A 文章编号:100325060(2007)(Sup )20162203The CFD simula tion of exter ior flow f ield ar oun d a ca rXU Zhi 2bao(Technological Cent er ,A nhui Ji anghuai Auto m o bil e Co.,Lt d ,Hefei 230022,China)Abstract :The ae rodynamics infl uences great ly t he dynamics properties ,t he f uel economy and t he oper 2ati ng performance of car s.This paper di sc usses t he application of t he CFD met hod in our automobile in exterior flowfield ,si mulat es t he model of t he experi ment of wi nd t unnel ,cal culat es t he dra g coeffi 2cient and lif t coefficie nt ,and int roduce s how we modif y t he empennage and get a good resul t.K ey w or ds :aerodyna mics ;C FD ;t urbulence ;drag coefficient0　引 言随着汽车行驶速度的提高,作用在汽车上的气动力也越来越大。

基于CFD的汽车外流场数值模拟及优化钱娟;王东方;缪小东;苏国营【摘要】以某客车车型为研究对象，利用CATIA和FLUENT软件结合进行三维外流场模拟分析及车型优化。

通过对汽车进行数值模拟计算，并对优化后的模型进行气动特性分析，减小了气动阻力系数并为汽车造型优化提供了基本的参考。

【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2016(038)004【总页数】4页(P74-76,92)【关键词】空气动力学;fluent;数值模拟;造型优化【作者】钱娟;王东方;缪小东;苏国营【作者单位】南京工业大学机械与动力工程学院，南京 211816;南京工业大学机械与动力工程学院，南京 211816;南京工业大学机械与动力工程学院，南京211816;南京工业大学机械与动力工程学院，南京 211816【正文语种】中文【中图分类】U461.10 引言汽车空气动力特性是指在运动过程中与空气的作用力对汽车燃油经济性、操纵稳定性、舒适性等性能有重要影响[1]。

汽车空气动力学的研究通常是对汽车性能、汽车流场与压强、冷却系统等内容进行，可以降低气动阻力系数从而改善稳定性，可以减小空气阻力来提高燃油经济性，可以通过改善内部空气流通散热提高乘坐舒适性[2]。

计算流体力学CFD（Computational fluid dynamics）广泛应用于各种数值计算，其基本思想是用一个离散的变量值的集合来代替原先在时间、空间域上连续的物理量场，并建立起能够代表变量关系的方程组，最后求解方程组得到变量近似解[3]数值。

计算CFD技术在模拟流场时的优势首先体现在利用CFD可以充分模拟流动结构，为之后开发者有效的发现问题和改进方案；其次与试验相比缩短设计周期、节省试验开销。

1 数值模拟的基本控制方程汽车空气流动的特性实质是流体流动、换热的问题，任何流体流动问题都要遵守基本物理守恒定律，本文可以用Navier-Stokes方程来描述，在笛卡尔坐标中x、y、z三分量上的动量方程：式中：P—流体微元体所受压力；Fx、Fy、Fz—微元体中流体受到x、y、z三个方向上的体力。

数据仿真驱动的产品设计流程优化一、数据仿真在产品设计中的应用背景随着科技的不断发展，产品设计面临着越来越复杂的挑战。

传统的产品设计流程往往依赖于经验和试错法，这不仅效率低下，而且可能导致产品质量不稳定和成本增加。

数据仿真技术的出现为产品设计带来了新的机遇。

在现代制造业中，产品的复杂性不断提高，涉及到多个学科领域的知识和技术。

例如，在汽车设计中，需要考虑机械结构、流体力学、电子系统等多个方面。

传统的设计方法很难在设计阶段全面考虑这些因素的相互影响。

数据仿真技术可以通过建立数学模型，模拟产品在不同工况下的性能表现，从而为设计师提供更全面的信息。

同时，市场竞争的加剧也要求企业能够更快地推出高质量的产品。

数据仿真可以在虚拟环境中对产品进行测试和优化，大大缩短了产品开发周期。

例如，在航空航天领域，通过数据仿真可以在设计阶段对飞行器的性能进行评估，避免了大量的实物试验，节省了时间和成本。

此外，消费者对产品的个性化需求也越来越高。

数据仿真可以帮助企业更好地了解消费者的需求，通过对用户数据的分析和仿真，设计出更符合用户需求的产品。

二、数据仿真驱动的产品设计流程1. 需求分析阶段在这个阶段，首先要收集和分析用户需求。

通过市场调研、用户反馈等方式，获取关于产品功能、性能、外观等方面的需求信息。

同时，还要考虑到产品的使用环境、法规要求等因素。

然后，利用数据仿真技术对这些需求进行量化分析。

例如，可以通过建立用户行为模型，模拟用户在不同场景下对产品的使用方式，从而更准确地确定产品的功能需求。

2. 概念设计阶段基于需求分析的结果，进入概念设计阶段。

在这个阶段，设计师会提出多个设计概念。

数据仿真可以帮助设计师对这些概念进行初步评估。

例如，可以通过建立简单的物理模型，模拟不同设计概念的基本性能，如力学性能、流体性能等。

通过对仿真结果的分析，筛选出具有潜力的设计概念，进一步细化和完善。

3. 详细设计阶段在详细设计阶段，需要对产品的各个部件进行详细设计。

基于CFD的汽车发动机舱热管理及优化谢暴;陶其铭【摘要】为了研究汽车发动机舱热管理，设计出与整车开发流程相匹配的发动机舱热管理工作的模拟分析流程。

基于“计算流体力学”CFD软件中的STAR-CCM+，分析了某车型发动机舱的冷流场，提出其前端进气格栅的优化方案。

该优化方案使流经散热器与冷凝器的风量分别提升7.0%和9.6%。

获得了优化的发动机舱的温度分布云图及热平衡温度。

针对风险部件进行舱内热害仿真分析，得到目标监测点温度满足许用温度要求。

水温试验模拟仿真分析中的整车热平衡，仿真精度≥85%，舱内热害仿真精度≥95%。

结果表明：应用该流程具有较高的计算效率和可靠性。

%A simulation analysis process of nacel e thermal management was designed to investigate the thermal management in cabin of a developing automobile considering lfow match. An optimization scheme of the front air intake gril e was made by the nacel e cold lfow ifeld analysis to a model automobile based on the STAR-CCM+of the CFD (Computational Fluid Dynamics) software. The optimal scheme increased air volume by 7.0%for radiator and by 9.6%for condenser. The thermal equilibrium temperatures and the temperature distributions in the cloud for the optimal scheme were obtained to analyze the thermal pol ution in an automobile cabin. The target temperature for risk parts was obtained by cabin thermal damage simulation to monitor the satisfy requirement of al owable temperature. The thermal equilibrium simulation results for an automobile were veriifed by water experiments with an accuracy of 85%or higher. The cabin thermal damage has an accuracy of 95%or more.Therefore, the design process has a high computing efifciency and a high reliability.【期刊名称】《汽车安全与节能学报》【年(卷),期】2016(007)001【总页数】8页(P115-122)【关键词】汽车发动机舱;热害;热管理;CFD软件;冷流场;热平衡【作者】谢暴;陶其铭【作者单位】安徽职业技术学院机械工程系，合肥230011，中国;江淮汽车股份有限公司，合肥230022，中国【正文语种】中文【中图分类】TH123Dynamics); cold flow field; heat balance现代汽车采用的低车身、小型化的流线型设计趋向[1]，使得发动机舱内空间狭小、零部件安放位置紧凑；而增压+缸内喷、分层燃烧、双离合变速器(dual clutch transmission，DCT）等众多新技术在汽车上的应用，也使机舱内附件增多且产生较大的工作热量；从而易形成过热的发动机舱环境[2]。

CFD技术在汽车车身设计中的应用随着汽车科技不断的发展完善，车身设计的功能已经不仅仅是满足美感的要求，还包括空气动力学性能、安全性能等多个方面的考虑。

为了使车辆在行驶过程中获得更好的运行、性能和燃油经济性，汽车车身设计需要通过CFD技术来实现。

CFD技术是一种利用计算机模拟物理过程的方法，它可以模拟气体或液体经过物体表面时的流动情况，并且可以对流场内参数进行详细的数值计算。

在汽车设计中，CFD技术可以帮助设计师实现对流场进行可视化和计算分析做出了很大的贡献。

CFD技术在汽车车身设计中的应用主要有以下几个方面：1. 车身周围气流的分析利用CFD技术分析车身周围的气流情况，可以帮助设计师了解车身外形对流场的影响，从而进行调整，改善车辆的空气动力学性能。

在不同的风场状态下，通过CFD技术的帮助下，改变不同部位的车身外形，以达到优化空气阻力的效果。

2. 可视化设计汽车设计师可以利用CFD技术制作出汽车外形的三维模拟图，这些图可以让设计师直观的看到气流在车身表面的运行情况。

针对流场的可视化分析，可以帮助设计师通过直观的方式确定车身的外形，同时也可以将设计师现有的想法和概念以三维模拟的方式表现出来。

3. 优化车辆行驶性能CFD技术不仅可以分析气流情况，也可以模拟车辆在不同路面、不同条件下的行驶情况，验证车辆的操控性能和行驶性能。

通过模拟分析，设计师可以根据CFD模拟结果，针对车身部件做出设计调整，以改善车辆的行驶性能和燃油经济性。

4. 减少碰撞风险汽车在发生碰撞时对车辆及乘员的损害最小化是一个重要的目标，设计师可以借助CFD技术来评估车身的碰撞风险，并根据评估结果进行防护结构和保护措施的设计方案。

同时根据数学计算的结果，可以让设计师在车身防护措施的设计上更加的合理有效。

结论CFD技术在汽车车身的设计中能够帮助设计师实现多方面的要求，专注于汽车车身的气流分析，优化车身的外形设计，提高车辆的行驶性能，以及保证车辆在碰撞时的安全性能。

某纯电动车机舱CFD仿真计算与优化摘要：在某纯电动午设il•开发阶段，对机舱内流动悄况进行三维CFD仿真汁算。

基础年空讣算结果发现从格冊进入的空气从冷却模块两侧及底部泄露严重，冷却模块前出现热返流现象。

为提高机舱内冷却模块的散热能力，提出2 种改进方案。

结果表明，在热负荷最为恶劣的110km/h的匸况下，方案二比基础方案的冷凝器进风虽提商了19%, 散热器进风量提« f 8%.格栅利用率提高了16£散热器进风溫度降低了 3 °C。

关键词：纯电动车，发动机舱，数值模拟，优化。

0前言对于传统车，汽车发动机舱内结构布豊非常紧凑，散热比较困难，如果前期未充分考虑发动机舱的布置对机舱内气流分布的影响，容易造成机舱整体或是局部温度过髙加。

而而对于纯电动车，机舱内布置相对宽松，虽然没有发动机及排气管路高散热部件，但纯电动车的动力电池、充电机、电机控制器等部件冷却需求很高，冷却系统的冷却液温度相对传统车低很多。

对于采用水冷式的动力电池需要空调对其进行冷却，这导致冷凝器的散热量增加，散热器进风温度提高，同时髙车速时散热器目标需求散热量很大:“，机舱布置不当容易造成冷却系统温度超高。

这就要求机舱内布苣要合理，以保证冷却模块的进风量及进风温度需求。

因此，在车型设计开发前期，对纯电动车机舱内的空气流动进行研究对判断机舱内布宜是否合理以及冷却模块性能是否满足要求尤为重要。

本文针对某新开发的纯电动车型，对其机舱内的气体流动进行了三维CFD分析，并根据基础车型存在的格栅进气利用率不高及冷却模块前端热返流的问题，提出了优化方案。

1计算模型与计算方法计算模型建立与实车尺寸比例为1:1的三维模型，同时为了能够得到比较准确的汁算结果，在几何模型处理过程中尽量保留机舱内的所有关键部件。

车身、底盘、动力电池等保持真实的结构特征，而对进气影响比较大的格栅，冷却模块及冷却模块前的部件加密精细处理。

前端冷却模块布置方式为（CRFM形式）⑶，即冷凝器、散热器和风扇的排列形式。

分类号 密级U D C 编号硕士学位论文基于CFD 的汽车外流场数值模拟及优化二零一五年五月研究生姓名： 查朦导师姓名： 苏小平申请学位级别： 硕士一级学科名称： 机械工程二级学科名称： 机械制造及其自动化Numerical Simulation and Model Optimization For Carbody Base on CFDA Thesis Submitted toNanjing Tech UniversityFor the Academic Degree of Master ofEngineeringBYMeng ZhaSupervisor: Prof. Xiaoping SuMay. 2015学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

研究生签名：日期：学位论文的使用声明□1、南京工业大学、国家图书馆、中国科学技术信息研究所、万方数据电子出版社、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文并通过网络向社会提供信息服务。

论文的公布（包括刊登）授权南京工业大学研究生部办理。

（打钩生效）□2、本论文已经通过保密申请，请保留三年后按照第一项公开（打钩生效）□3、本论文已经通过校军工保密申请，不予公开（打钩生效）研究生签名：导师签名：日期：日期：硕士学位论文摘 要随着汽车工业技术及经济的发展，人们对汽车安全性、舒适性要求越来越高，而这很大程度上取决于汽车空气动力特性。

由于近年来数值计算理论及计算技术的发展进步，在新车开发初期越来越趋向于采用计算流体力学对汽车空气动力性能进行测试计算，该方法试验周期短、耗资少。