中汽中心工程院技術(shù)快報|風洞新技術(shù)之數(shù)字孿生技術(shù)
時間：2022-06-14
編者按：
基于天津市重點研發(fā)計劃及中汽中心指南課題，針對風洞先進測試技術(shù)及數(shù)字風洞技術(shù)開展了大量研究和實踐，中汽中心工程院風洞開發(fā)團隊取得了一些階段性成果。近期我們將分為四期進行分享：雨水管理、環(huán)境風洞數(shù)字孿生技術(shù)、實際道路車身姿態(tài)風洞測試、低風阻數(shù)字開發(fā)技術(shù)。今天向您介紹的是：環(huán)境風洞數(shù)字孿生技術(shù)。
【新技術(shù)名稱】汽車環(huán)境風洞數(shù)字孿生技術(shù)
主要功能：依托中汽中心環(huán)境風洞試驗室，利用數(shù)字孿生技術(shù)，構(gòu)建一個和實際汽車環(huán)境風洞的結(jié)構(gòu)尺寸、試驗條件等一致的數(shù)字孿生體，實現(xiàn)環(huán)境風洞內(nèi)高溫、低溫、陽光、流場等復雜試驗場景在數(shù)字孿生環(huán)境風洞中的模擬復現(xiàn)，可開展汽車整車熱平衡（熱防護）、乘員艙采暖降溫、除霜除霧、熱舒適等性能的仿真，提高汽車熱流場開發(fā)質(zhì)量，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。
解決問題：構(gòu)建與真實環(huán)境風洞試驗條件一致的汽車熱流場開發(fā)場景，能夠解決傳統(tǒng)汽車熱流場開發(fā)精度差和效率低的問題，提升汽車熱流場仿真精度；實現(xiàn)汽車熱流場仿真、標定、后處理等過程的標準化和流程化封裝，顯著提升汽車熱流場仿真效率。
圖1 汽車環(huán)境風洞數(shù)字孿生技術(shù)平臺原理
“汽車環(huán)境風洞數(shù)字孿生技術(shù)平臺”研發(fā)已取得階段性成果，已完成環(huán)境風洞數(shù)字孿生建模、環(huán)境風洞試驗場景的數(shù)據(jù)采集、環(huán)境風洞流場的測試與仿真對標、平臺軟件的架構(gòu)設計等工作，流場（風速、壓力、溫度等）仿真誤差<2%。預計到2022年10月，將完成“整車熱平衡/熱害、車窗除霜除霧、乘員艙采暖和降溫、乘員艙熱舒適性”等典型應用場景開發(fā)。
圖2 數(shù)字孿生環(huán)境風洞模型
圖3 數(shù)字孿生環(huán)境風洞仿真效果圖-1
圖4 數(shù)字孿生環(huán)境風洞仿真效果圖-2
技術(shù)亮點：1）基于數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建與真實環(huán)境風洞試驗條件一致的汽車熱流場開發(fā)場景，實現(xiàn)“實驗室數(shù)字孿生”、“產(chǎn)品性能數(shù)字孿生”、“試驗過程數(shù)字孿生”。
2）多角度、多方位、直觀、形象地顯示數(shù)字孿生環(huán)境風洞中氣流速度、壓力、溫度及熱量等分布情況，揭示汽車在環(huán)境風洞內(nèi)的各種流動與傳熱規(guī)律和機理。
3）基于軟件二次開發(fā)技術(shù)和智能標定技術(shù)，實現(xiàn)汽車熱流場仿真、標定、后處理等過程的標準化和流程化，顯著提升汽車熱流場仿真效率。
中汽中心風洞實驗室于2020年正式投入使用，包含氣動聲學風洞、環(huán)境風洞、環(huán)境艙、空調(diào)假人、模型制作及評審等相關(guān)設施，重點開展風洞先進測試技術(shù)、數(shù)字風洞技術(shù)、節(jié)能產(chǎn)品技術(shù)研究及應用，在空氣動力學、熱管理、能量管理領(lǐng)域打造一站式服務供給能力。搭建行業(yè)交流平臺，開展共性技術(shù)研究、標準制定、人才培養(yǎng)等工作，爭創(chuàng)國家程技術(shù)中心，持續(xù)推動行業(yè)技術(shù)進步。
技術(shù)咨詢：許翔 王丹
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