中汽中心工程院技術(shù)快報(bào)|風(fēng)洞新技術(shù)之?dāng)?shù)字孿生技術(shù)
時(shí)間：2022-06-14
編者按：
基于天津市重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃及中汽中心指南課題，針對(duì)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：環(huán)境風(fēng)洞數(shù)字孿生技術(shù)。
【新技術(shù)名稱】汽車環(huán)境風(fēng)洞數(shù)字孿生技術(shù)
主要功能：依托中汽中心環(huán)境風(fēng)洞試驗(yàn)室，利用數(shù)字孿生技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)和實(shí)際汽車環(huán)境風(fēng)洞的結(jié)構(gòu)尺寸、試驗(yàn)條件等一致的數(shù)字孿生體，實(shí)現(xiàn)環(huán)境風(fēng)洞內(nèi)高溫、低溫、陽光、流場等復(fù)雜試驗(yàn)場景在數(shù)字孿生環(huán)境風(fēng)洞中的模擬復(fù)現(xiàn)，可開展汽車整車熱平衡（熱防護(hù)）、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(shí)環(huán)境風(fēng)洞試驗(yàn)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(shí)現(xiàn)汽車熱流場仿真、標(biāo)定、后處理等過程的標(biāo)準(zhǔn)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(fēng)洞數(shù)字孿生技術(shù)平臺(tái)原理
“汽車環(huán)境風(fēng)洞數(shù)字孿生技術(shù)平臺(tái)”研發(fā)已取得階段性成果，已完成環(huán)境風(fēng)洞數(shù)字孿生建模、環(huán)境風(fēng)洞試驗(yàn)場景的數(shù)據(jù)采集、環(huán)境風(fēng)洞流場的測試與仿真對(duì)標(biāo)、平臺(tái)軟件的架構(gòu)設(shè)計(jì)等工作，流場（風(fēng)速、壓力、溫度等）仿真誤差<2%。預(yù)計(jì)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(yīng)用場景開發(fā)。
圖2 數(shù)字孿生環(huán)境風(fēng)洞模型
圖3 數(shù)字孿生環(huán)境風(fēng)洞仿真效果圖-1
圖4 數(shù)字孿生環(huán)境風(fēng)洞仿真效果圖-2
技術(shù)亮點(diǎn)：1）基于數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建與真實(shí)環(huán)境風(fēng)洞試驗(yàn)條件一致的汽車熱流場開發(fā)場景，實(shí)現(xiàn)“實(shí)驗(yàn)室數(shù)字孿生”、“產(chǎn)品性能數(shù)字孿生”、“試驗(yàn)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(fēng)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(fēng)洞內(nèi)的各種流動(dòng)與傳熱規(guī)律和機(jī)理。
3）基于軟件二次開發(fā)技術(shù)和智能標(biāo)定技術(shù)，實(shí)現(xiàn)汽車熱流場仿真、標(biāo)定、后處理等過程的標(biāo)準(zhǔn)化和流程化，顯著提升汽車熱流場仿真效率。
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(dòng)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(píng)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(dòng)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(tái)，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)國家程技術(shù)中心，持續(xù)推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。
技術(shù)咨詢：許翔 王丹
郵箱：xuxiang@catarc.ac.cn