中汽中心工程院技術(shù)快報(bào)|風(fēng)洞新技術(shù)之低風(fēng)阻數(shù)字化開(kāi)發(fā)技術(shù)
時(shí)間：2022-06-16
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(cè)試技術(shù)及數(shù)字風(fēng)洞技術(shù)開(kāi)展了大量研究和實(shí)踐，中汽中心工程院風(fēng)洞開(kāi)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(chē)身姿態(tài)風(fēng)洞測(cè)試、低風(fēng)阻數(shù)字開(kāi)發(fā)技術(shù)。
今天向您介紹的是：低風(fēng)阻數(shù)字化開(kāi)發(fā)技術(shù)
【新技術(shù)名稱(chēng)】低風(fēng)阻數(shù)字化開(kāi)發(fā)技術(shù)
主要功能：搭建目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的數(shù)字開(kāi)發(fā)平臺(tái)，將空氣動(dòng)力學(xué)技術(shù)與汽車(chē)造型設(shè)計(jì)相融合，揭示車(chē)身流場(chǎng)對(duì)汽車(chē)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(cè)，實(shí)現(xiàn)以人為主的研發(fā)模式向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)研發(fā)模式的轉(zhuǎn)變，形成低風(fēng)阻開(kāi)發(fā)新數(shù)字化解決方案。
圖1 超低風(fēng)阻數(shù)字化開(kāi)發(fā)技術(shù)方案
解決問(wèn)題：
- 汽車(chē)行業(yè)對(duì)于超低風(fēng)阻的極致要求。雙碳目標(biāo)背景之下，汽車(chē)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(chē)為例，量產(chǎn)車(chē)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(lái)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(kāi)發(fā)是解決汽車(chē)風(fēng)阻高度非線性尋優(yōu)問(wèn)題的關(guān)鍵。
- 缺少快速高效風(fēng)阻預(yù)測(cè)手段。目前風(fēng)阻開(kāi)發(fā)主要依賴(lài)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(jì)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(kāi)發(fā)平臺(tái)應(yīng)用
低風(fēng)阻數(shù)字化開(kāi)發(fā)技術(shù)已取得階段性成果，該應(yīng)用場(chǎng)景獲“2021年企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型典型場(chǎng)景”，目前已完成空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)值風(fēng)洞建模與仿真試驗(yàn)對(duì)標(biāo)，仿真誤差1%~3%，搭建空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，目前正在向行業(yè)征集合作伙伴，計(jì)劃2023年向企業(yè)推廣應(yīng)用。
圖3 空氣動(dòng)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(dòng)力學(xué)理論與工程實(shí)踐結(jié)合 - 低風(fēng)阻設(shè)計(jì)和流動(dòng)控制技術(shù)，為降風(fēng)阻設(shè)計(jì)提供更為充分的理論與實(shí)踐支撐；
- 空氣動(dòng)力學(xué)性能開(kāi)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(kāi)發(fā)平臺(tái)，形成全新低風(fēng)阻開(kāi)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(chǎng)景證書(shū)
【結(jié)語(yǔ)】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(kāi)展風(fēng)洞先進(jìn)測(cè)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(kāi)展共性技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)制定、人才培養(yǎng)等工作，爭(zhēng)創(chuàng)國(guó)家工程技術(shù)中心，持續(xù)推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。