中汽中心工程院技術(shù)快報|風(fēng)洞新技術(shù)之低風(fēng)阻數(shù)字化開發(fā)技術(shù)
時間：2022-06-16
編者按：
基于天津市重點(diǎn)研發(fā)計劃及中汽中心指南課題，針對風(fēng)洞先進(jìn)測試技術(shù)及數(shù)字風(fēng)洞技術(shù)開展了大量研究和實(shí)踐，中汽中心工程院風(fēng)洞開發(fā)團(tuán)隊(duì)取得了一些階段性成果。近期我們將分為四期進(jìn)行分享：雨水管理、環(huán)境風(fēng)洞數(shù)字孿生技術(shù)、實(shí)際道路車身姿態(tài)風(fēng)洞測試、低風(fēng)阻數(shù)字開發(fā)技術(shù)。
今天向您介紹的是：低風(fēng)阻數(shù)字化開發(fā)技術(shù)
【新技術(shù)名稱】低風(fēng)阻數(shù)字化開發(fā)技術(shù)
主要功能：搭建目標(biāo)驅(qū)動的數(shù)字開發(fā)平臺，將空氣動力學(xué)技術(shù)與汽車造型設(shè)計相融合，揭示車身流場對汽車風(fēng)阻的影響機(jī)理和規(guī)律，利用基于大數(shù)據(jù)的人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)風(fēng)阻智能預(yù)測，實(shí)現(xiàn)以人為主的研發(fā)模式向數(shù)據(jù)驅(qū)動研發(fā)模式的轉(zhuǎn)變，形成低風(fēng)阻開發(fā)新數(shù)字化解決方案。
圖1 超低風(fēng)阻數(shù)字化開發(fā)技術(shù)方案
解決問題：
- 汽車行業(yè)對于超低風(fēng)阻的極致要求。雙碳目標(biāo)背景之下，汽車低風(fēng)阻技術(shù)成為迎接節(jié)能減排新挑戰(zhàn)的重要手段。以三廂轎車為例，量產(chǎn)車風(fēng)阻系數(shù)最低已達(dá)到0.21的水平，并在不斷追求更低的風(fēng)阻系數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)越來越極致的風(fēng)阻系數(shù)目標(biāo)，每降低1count（相當(dāng)于千分之一風(fēng)阻系數(shù)貢獻(xiàn)量）都需要工程師進(jìn)行大量的分析驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)風(fēng)阻數(shù)字化開發(fā)是解決汽車風(fēng)阻高度非線性尋優(yōu)問題的關(guān)鍵。
- 缺少快速高效風(fēng)阻預(yù)測手段。目前風(fēng)阻開發(fā)主要依賴傳統(tǒng)CFD仿真和風(fēng)洞試驗(yàn)的方法，難以滿足造型設(shè)計階段快速反饋的要求。數(shù)字化手段可有效解決這一難題。
圖2 低風(fēng)阻數(shù)字開發(fā)平臺應(yīng)用
低風(fēng)阻數(shù)字化開發(fā)技術(shù)已取得階段性成果，該應(yīng)用場景獲“2021年企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型典型場景”，目前已完成空氣動力學(xué)數(shù)值風(fēng)洞建模與仿真試驗(yàn)對標(biāo)，仿真誤差1%~3%，搭建空氣動力學(xué)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，目前正在向行業(yè)征集合作伙伴，計劃2023年向企業(yè)推廣應(yīng)用。
圖3 空氣動力學(xué)數(shù)值風(fēng)洞
關(guān)鍵技術(shù)：
- 風(fēng)洞與傳統(tǒng)仿真方法結(jié)合 - 基于數(shù)值風(fēng)洞的高精度仿真方法，有效提高仿真精度和仿真與試驗(yàn)的一致性；
- 空氣動力學(xué)理論與工程實(shí)踐結(jié)合 - 低風(fēng)阻設(shè)計和流動控制技術(shù)，為降風(fēng)阻設(shè)計提供更為充分的理論與實(shí)踐支撐；
- 空氣動力學(xué)性能開發(fā)與大數(shù)據(jù)+人工智能深度融合 - 搭建超低風(fēng)阻數(shù)字開發(fā)平臺，形成全新低風(fēng)阻開發(fā)數(shù)字化解決方案。
圖4 2021年企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型典型場景證書
【結(jié)語】中汽中心風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室于2020年正式投入使用，包含氣動聲學(xué)風(fēng)洞、環(huán)境風(fēng)洞、環(huán)境艙、空調(diào)假人、模型制作及評審等相關(guān)設(shè)施，重點(diǎn)開展風(fēng)洞先進(jìn)測試技術(shù)、數(shù)字風(fēng)洞技術(shù)、節(jié)能產(chǎn)品技術(shù)研究及應(yīng)用，在空氣動力學(xué)、熱管理、能量管理領(lǐng)域打造一站式服務(wù)供給能力。搭建行業(yè)交流平臺，開展共性技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)制定、人才培養(yǎng)等工作，爭創(chuàng)國家工程技術(shù)中心，持續(xù)推動行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。