中汽中心工程院技术快报|风洞新技术之低风阻数字化开发技术
时间:2022-06-16
编者按:
基于天津市重点研发计划及中汽中心指南课题,针对风洞先进测试技术及数字风洞技术开展了大量研究和实践,中汽中心工程院风洞开发团队取得了一些阶段性成果。近期我们将分为四期进行分享:雨水管理、环境风洞数字孪生技术、实际道路车身姿态风洞测试、低风阻数字开发技术。
今天向您介绍的是:低风阻数字化开发技术
【新技术名称】低风阻数字化开发技术
主要功能:搭建目标驱动的数字开发平台,将空气动力学技术与汽车造型设计相融合,揭示车身流场对汽车风阻的影响机理和规律,利用基于大数据的人工智能技术实现风阻智能预测,实现以人为主的研发模式向数据驱动研发模式的转变,形成低风阻开发新数字化解决方案。
图1 超低风阻数字化开发技术方案
解决问题:
- 汽车行业对于超低风阻的极致要求。双碳目标背景之下,汽车低风阻技术成为迎接节能减排新挑战的重要手段。以三厢轿车为例,量产车风阻系数最低已达到0.21的水平,并在不断追求更低的风阻系数。为了实现越来越极致的风阻系数目标,每降低1count(相当于千分之一风阻系数贡献量)都需要工程师进行大量的分析验证,实现风阻数字化开发是解决汽车风阻高度非线性寻优问题的关键。
- 缺少快速高效风阻预测手段。目前风阻开发主要依赖传统CFD仿真和风洞试验的方法,难以满足造型设计阶段快速反馈的要求。数字化手段可有效解决这一难题。
图2 低风阻数字开发平台应用
低风阻数字化开发技术已取得阶段性成果,该应用场景获“2021年企业数字化转型典型场景”,目前已完成空气动力学数值风洞建模与仿真试验对标,仿真误差1%~3%,搭建空气动力学数据库系统,目前正在向行业征集合作伙伴,计划2023年向企业推广应用。
图3 空气动力学数值风洞
关键技术:
- 风洞与传统仿真方法结合 - 基于数值风洞的高精度仿真方法,有效提高仿真精度和仿真与试验的一致性;
- 空气动力学理论与工程实践结合 - 低风阻设计和流动控制技术,为降风阻设计提供更为充分的理论与实践支撑;
- 空气动力学性能开发与大数据+人工智能深度融合 - 搭建超低风阻数字开发平台,形成全新低风阻开发数字化解决方案。
图4 2021年企业数字化转型典型场景证书
【结语】中汽中心风洞实验室于2020年正式投入使用,包含气动声学风洞、环境风洞、环境舱、空调假人、模型制作及评审等相关设施,重点开展风洞先进测试技术、数字风洞技术、节能产品技术研究及应用,在空气动力学、热管理、能量管理领域打造一站式服务供给能力。搭建行业交流平台,开展共性技术研究、标准制定、人才培养等工作,争创国家工程技术中心,持续推动行业技术进步。