【AICFD案例教程】汽車外氣動(dòng)-AI加速


         
AICFD是由天洑軟件自主研發(fā)的通用智能熱流體仿真軟件,用于高效解決能源動(dòng)力、船舶海洋、電子設(shè)備和車輛運(yùn)載等領(lǐng)域復(fù)雜的流動(dòng)和傳熱問題。軟件涵蓋了從建模、仿真到結(jié)果處理完整仿真分析流程,幫助工業(yè)企業(yè)建立設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化相結(jié)合的一體化流程,提高企業(yè)研發(fā)效率。

一、概 要


     

1)案例描述

AI加速是軟件的特色模塊之一,通過特有的加速算法,加速仿真過程,提高仿真效率;本案例針對某簡化實(shí)車車型,在車速為40m/s時(shí)進(jìn)行了汽車外流場的數(shù)值加速與非加速模擬,并通過云圖以及具體數(shù)據(jù)對比兩者的結(jié)果差異。

 

2)網(wǎng)格

整體網(wǎng)格為四面體網(wǎng)格單元為主的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格,網(wǎng)格數(shù)量244萬。

【AICFD案例教程】汽車外氣動(dòng)-AI加速的圖1  
圖1-1 網(wǎng)格模型

3)計(jì)算條件

入口速度:40 m/s;出口靜壓:0Pa;湍流模型:SST k-omega;介質(zhì):25°空氣。

二、工程設(shè)置

1)打開工程

① 啟動(dòng)AICFD 2023R2;

② 選擇文件>打開,打開工程,選擇已創(chuàng)建的汽車外流場分析工程文件car.aicfd,如下圖所示。

【AICFD案例教程】汽車外氣動(dòng)-AI加速的圖2    
【AICFD案例教程】汽車外氣動(dòng)-AI加速的圖3      
圖2-1 打開工程文件

2)參數(shù)設(shè)置

① 雙擊 求解>求解控制,勾選智能加速選項(xiàng),啟動(dòng)AI加速;

② 終止步數(shù)輸入4800,加速和預(yù)測步數(shù)均采用默認(rèn)設(shè)置,如下圖所示,單擊應(yīng)用確認(rèn)參數(shù)。

【AICFD案例教程】汽車外氣動(dòng)-AI加速的圖4  
圖2-2 啟動(dòng)AI加速  
 

【AICFD案例教程】汽車外氣動(dòng)-AI加速的圖5

圖2-3 設(shè)置AI加速求解參數(shù)  

三、求解設(shè)置

1)求解設(shè)置

選擇菜單欄 求解>求解>直接求解>并行,開始計(jì)算。

【AICFD案例教程】汽車外氣動(dòng)-AI加速的圖6  

圖3-1  運(yùn)行求解器

【AICFD案例教程】汽車外氣動(dòng)-AI加速的圖7  
圖3-2  選擇求解模式

四、加速參數(shù)說明

1)加速參數(shù)說明

智能加速:AI加速啟動(dòng)選項(xiàng);勾選此選項(xiàng),啟動(dòng)AI加速;

② 起始步數(shù):加速起始步數(shù);也就是說從100步開始進(jìn)行AI加速;

③ 步數(shù)&預(yù)測步數(shù):加速間隔和預(yù)測步數(shù);也就是說每5步進(jìn)行一次預(yù)估8步,然后跳步計(jì)算;

④ 終止步數(shù):終止加速步數(shù);也就是說加速到4800步后不再進(jìn)行加速,直到最大步數(shù)5000計(jì)算完成。

【AICFD案例教程】汽車外氣動(dòng)-AI加速的圖8  
圖4-1  加速參數(shù)說明

五、后處理對比

1)結(jié)果對比

① 以下算例不加速和AI加速均采用2 cores,并行計(jì)算;

② 計(jì)算完成后,對加速前后的計(jì)算時(shí)間進(jìn)行對比,可以看出加速后計(jì)算相同迭代步數(shù)時(shí)間縮短50%

【AICFD案例教程】汽車外氣動(dòng)-AI加速的圖9  
圖5-1  計(jì)算時(shí)間對比

計(jì)算完成后,對殘差曲線進(jìn)行對比,可以看到開啟加速后的曲線與非加速曲線在相同區(qū)間內(nèi)震蕩。

【AICFD案例教程】汽車外氣動(dòng)-AI加速的圖10  
圖5-2  殘差曲線對比

計(jì)算完成后,對加速前后的汽車表面壓力分布進(jìn)行對比,可以看出兩者表面壓力具有相同的分布

【AICFD案例教程】汽車外氣動(dòng)-AI加速的圖11  
圖5-3  汽車表面壓力分布對比

計(jì)算完成后,對加速前后外流場中心界面壓力分布進(jìn)行對比,可以看出兩者表面壓力具有相同的分布。

【AICFD案例教程】汽車外氣動(dòng)-AI加速的圖12  
圖5-4  外流場中心截面壓力分布對比

計(jì)算完成后,對加速前后的汽車迎風(fēng)方向總壓力和總摩擦力進(jìn)行對比,通過比對計(jì)算得出汽車表面阻力誤差不超過8%。

【AICFD案例教程】汽車外氣動(dòng)-AI加速的圖13  
圖5-5  汽車迎風(fēng)方向總壓力和總摩擦力對比

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