空氣動(dòng)力學(xué)仿真的案例
神工坊作為承辦單位，支撐中國(guó)汽研空氣動(dòng)力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型創(chuàng)新仿真大賽！
中國(guó)汽研空氣動(dòng)力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型（CAERI Aero Model）創(chuàng)新仿真大賽創(chuàng)辦于2021年，由中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)聯(lián)合各單位共同舉辦，已成功舉辦兩屆。第三屆大賽已于2023年3月6日正式啟動(dòng)。
本屆大賽，神工坊作為承辦單位，對(duì)大賽提供算力支持，共同推進(jìn)我國(guó)汽車空氣動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)發(fā)展，激發(fā)行業(yè)人員對(duì)汽車空氣動(dòng)力學(xué)的創(chuàng)新研究。
大賽啟動(dòng)通知原文
2023第三屆中國(guó)汽研空氣動(dòng)力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型
（CAERI Aero Model）創(chuàng)新仿真大賽
為了進(jìn)一步普及汽車空氣動(dòng)力學(xué)仿真知識(shí)，推廣應(yīng)用國(guó)內(nèi)首個(gè)感知型汽車空氣動(dòng)力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型——CAERI Aero Model，進(jìn)一步提高在校大學(xué)生空氣動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)能力、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，為我國(guó)汽車空氣動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)發(fā)展培養(yǎng)后備力量，同時(shí)激發(fā)行業(yè)人員對(duì)汽車空氣動(dòng)力學(xué)的創(chuàng)新研究，2023第三屆中國(guó)汽研空氣動(dòng)力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型（CAERI Aero Model）創(chuàng)新仿真大賽啟動(dòng)。
展開(kāi) 空氣動(dòng)力學(xué) | 豐田借力仿真穿越天地之間
本文原載于Ansys Advantage：《Toyota Simulates from Land to Air Back Again》
工程師之間的協(xié)作通常會(huì)帶來(lái)創(chuàng)新，而豐田汽車公司的工程師通過(guò)與航空競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)的合作，擴(kuò)展了他們對(duì)汽車空氣動(dòng)力學(xué)的了解。此次特別的合作采用了Ansys仿真技術(shù)，可同時(shí)提高飛機(jī)與汽車的空氣動(dòng)力方面的性能。
豐田汽車公司負(fù)責(zé)CAE技術(shù)研發(fā)的中江雄亮(Yusuke Nakae)一直與豐田的JSOL公司合作，使用Ansys LS-DYNA進(jìn)行流體分析，測(cè)量車輛行駛時(shí)產(chǎn)生的空氣動(dòng)力以及該力如何影響車輛的穩(wěn)定性。通過(guò)利用參照以往的汽車仿真經(jīng)驗(yàn)改進(jìn)航空競(jìng)賽飛機(jī)，然后根據(jù)在航空競(jìng)賽飛機(jī)上獲得的成功經(jīng)驗(yàn)對(duì)雷克薩斯汽車進(jìn)行改進(jìn)，中江的團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了使用傳統(tǒng)方法無(wú)法得到的分析。
從傳統(tǒng)到實(shí)驗(yàn)空氣動(dòng)力學(xué)
車輛空氣動(dòng)力學(xué)的傳統(tǒng)測(cè)試方法，包括在汽車靜止時(shí)向其施加風(fēng)力，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算測(cè)量變化情況。中江團(tuán)隊(duì)想了解汽車在運(yùn)動(dòng)時(shí)與靜止時(shí)的空氣外力有何不同，這啟發(fā)了中江團(tuán)隊(duì)嘗試對(duì)運(yùn)動(dòng)的車輛進(jìn)行分析。具體而言，他們希望使用LS-DYNA對(duì)車輛變道時(shí)的空氣動(dòng)力形態(tài)進(jìn)行仿真。
正常分析（汽車靜止時(shí)施加風(fēng)力）獲得的結(jié)果與汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)獲得的結(jié)果截然不同。然而，在駕駛汽車時(shí)測(cè)量空氣作用力仍然是一大挑戰(zhàn)?即使在風(fēng)洞中也是如此。中江團(tuán)隊(duì)希望使用仿真定量分析空氣動(dòng)力差異。
展開(kāi) 利用Discovery Live對(duì)一個(gè)卡車的外部空氣動(dòng)力學(xué)的仿真分析
該視頻案例是利用Discovery Live對(duì)一個(gè)卡車的外部空氣動(dòng)力學(xué)的仿真分析。
僅需幾次點(diǎn)擊，即可設(shè)置分析域，空氣入口，出口等，Discovery Live對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行瞬態(tài)仿真，而且在仿真過(guò)程中可以實(shí)時(shí)改變幾何，流速，分析域，進(jìn)行仿真概念探索，并實(shí)時(shí)顯示仿真結(jié)果。
欲了解Discovery更多消息，現(xiàn)ANSYS提供商用版免費(fèi)30天試用，歡迎大家注冊(cè)論壇，并在論壇內(nèi)與各位使用Discovery的用戶進(jìn)行更多探索。discoveryforum.ansys.com
欲了解更多信息訪問(wèn) ANSYS中國(guó) ansys官方微博號(hào)
https://weibo.com/2509091892/G8F1o13Ew?from=page_1006062509091892_profile&wvr=6&mod=weibotime&type=comment
展開(kāi) CFD專欄丨四旋翼無(wú)人機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)仿真
1
四旋翼無(wú)人機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)仿真
以往有不少采用傳統(tǒng)NS方程的流體求解器來(lái)分析無(wú)人機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，但是普遍會(huì)遇到如下問(wèn)題：
計(jì)算效率不高：由于外流場(chǎng)的模型網(wǎng)格數(shù)量巨大，再加上四個(gè)旋翼的動(dòng)網(wǎng)格區(qū)域使得這個(gè)瞬態(tài)模型算的比較慢，導(dǎo)致仿真跟不上設(shè)計(jì)迭代的節(jié)奏。
仿真精度不高：由于無(wú)人機(jī)屬于低速飛行器，使得湍流的仿真比較困難，通常采用RANS的湍流模型難以達(dá)到滿意的效果。
Altair ultraFluidX 是基于格子玻爾茲曼算法（ LBM ）的求解器，專門用于地面交通工具、低速飛行器和建筑外流場(chǎng)的仿真。優(yōu)勢(shì)在于：
低數(shù)值耗散，顯式算法，全瞬態(tài)求解；
湍流模型采用Smagorisky LES大渦模擬；
ultraFludX采用的格子模型
3. 無(wú)網(wǎng)格技術(shù)，前處理僅需輸入STL面。格子（Voxel）在GPU生成，一億格子生成僅需20分鐘，非常適合外流場(chǎng)大模型；
格子2^n方式加密
4. 重疊格子（Overset）技術(shù)，模擬風(fēng)扇葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)；
背景流體+風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)區(qū)域，在動(dòng)靜交界面上格子部分重疊
5.
展開(kāi) 
汽車開(kāi)發(fā)中的空氣動(dòng)力學(xué)及流體力學(xué)仿真
汽車開(kāi)發(fā)中的空氣動(dòng)力學(xué)及流體力學(xué)仿真
隨著計(jì)算機(jī)性能的不斷提高，CFD 軟件逐漸成為工程師的常用工具，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的初期就確立設(shè)計(jì)方案。今天所面臨的挑戰(zhàn)是如何更好地利用這些軟件，以及由誰(shuí)使用。
“大約十年前，我們要說(shuō)服人們相信CFD 及仿真可以帶來(lái)價(jià)值。今天，CFD 已經(jīng)成為汽車行業(yè)中普遍使用的工具，應(yīng)用于整個(gè)汽車開(kāi)發(fā)流程的各個(gè)階段，”福特公司熱系統(tǒng)及空氣動(dòng)力系統(tǒng)工程以及計(jì)算機(jī)輔助工程主管Burkhard Hupertz 博士說(shuō)道。他所領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)主要負(fù)責(zé)新車空氣動(dòng)力學(xué)及動(dòng)力總成冷卻設(shè)計(jì)的虛擬優(yōu)化及驗(yàn)證工作。
一項(xiàng)成熟的技術(shù)一旦可以帶來(lái)可靠的結(jié)果就可以得到廣泛的應(yīng)用。“在車輛基本空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)及車輛外形及底部設(shè)計(jì)優(yōu)化方面所采用的方法已經(jīng)非常成熟了，”他說(shuō)道。因此，人們對(duì)CAE技術(shù)在開(kāi)發(fā)流程中所發(fā)揮的作用的期望也發(fā)生了巨大的改變。以前，CAE 主要用來(lái)評(píng)估設(shè)計(jì)提案的可行性。“今天，由于設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)量的大量增加，人們希望CAE 可以幫助推進(jìn)整個(gè)車輛的開(kāi)發(fā)流程。”Hupertz 說(shuō)道。
為了達(dá)到這個(gè)目的，福特公司正在制訂新的開(kāi)發(fā)流程——如何更好地通過(guò)CFD 軟件來(lái)確定車輛設(shè)計(jì)中最重要和最有依賴性的參數(shù)。Hupertz 認(rèn)為基于CAE 的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）是最佳的解決方案。DOE 可以讓工程師對(duì)大量的有關(guān)車輛造型和系統(tǒng)性能的設(shè)計(jì)參數(shù)的效果進(jìn)行深入探索。對(duì)如何利用幾百次的測(cè)試運(yùn)行有詳細(xì)規(guī)劃的優(yōu)化軟件包是關(guān)鍵。此外，還有一個(gè)關(guān)鍵因素是復(fù)雜的變形工具，可以幫助設(shè)計(jì)人員知道如何對(duì)車輛造型做出改進(jìn)。最后， “我們?cè)谟脩粲押媒缑娣矫嫱度肓舜罅烤Γ@樣設(shè)計(jì)人員和作圖人員就可以了解并直觀地理解空氣動(dòng)力學(xué)工程師想表達(dá)的意思，”Hupertz 表示。
展開(kāi) 可用于汽車空氣動(dòng)力學(xué)分析的基準(zhǔn)模型
從那時(shí)起，它就成為了空氣動(dòng)力學(xué)仿真工具的基準(zhǔn)。其外形為簡(jiǎn)單的幾何形狀，長(zhǎng)為 1.044 米、寬為 0.288 米、高為 0.389 米。同時(shí)其底部還設(shè)計(jì)有 0.5 米的圓柱形支腳，且后表面是傾斜度為 40 度的斜面。
Ahmed 體的簡(jiǎn)單幾何結(jié)構(gòu)。
模擬流過(guò) Ahmed 體的氣流
在流過(guò) Ahmed 體的氣流驗(yàn)證模型中，Ahmed 體斜面的傾斜度為 25 度，被安置于 8.352 米× 2.088 米× 2.088 米的空間中，對(duì)其流場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算。
流體流動(dòng)仿真的求解域及邊界條件。
氣流入口設(shè)置在車體前方，距離車體的距離為兩輛車的長(zhǎng)度（2L）。為了減少計(jì)算量，我們引入一個(gè)對(duì)稱平面，從而只需模擬該模型的一半。
模型中的流體為湍流，這是基于由車體長(zhǎng)度和進(jìn)氣速度決定的雷諾數(shù)所確定。此仿真不僅求解了湍流動(dòng)能和耗散問(wèn)題，同時(shí)還計(jì)算出了速度場(chǎng)。相比于通常用來(lái)解決湍流問(wèn)題的網(wǎng)格，我們?cè)谀Ｐ椭袣饬飨掠挝恢檬褂昧烁鼮榫?xì)的網(wǎng)格，以此來(lái)捕獲尾流區(qū)。
結(jié)果
Ahmed 體的總曳力系數(shù)是此仿真的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，它是由對(duì) Ahmed 體的正面、斜面、底面測(cè)得的壓力系數(shù)及表面摩擦力組成。在得到的仿真結(jié)果中，對(duì)總曳力的預(yù)測(cè)十分準(zhǔn)確，但個(gè)別單獨(dú)測(cè)量結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果略有出入。
上述數(shù)據(jù)偏差涉及多種不同因素。對(duì)于車體的前面和頂面而言，仿真中使用的壁函數(shù)不足以有效地預(yù)測(cè)流動(dòng)轉(zhuǎn)變（試驗(yàn)中觀察到的）。
對(duì)于斜面上的系數(shù)數(shù)據(jù)的偏差，我們可以觀察到如下圖所示的沿斜面流動(dòng)的氣流的流線，其厚度是由湍流動(dòng)能決定的。
Ahmed 體背后流線的厚度與其湍流動(dòng)能成正比。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)我們發(fā)現(xiàn)，用來(lái)指示沿斜面流動(dòng)的氣流的流線幾乎無(wú)處不在，并且在底部后方具有兩個(gè)小的回流區(qū)。仿真結(jié)果顯示捕獲到了這個(gè)效應(yīng)，然而卻過(guò)高地預(yù)測(cè)了回流區(qū)域。
流線表示 Ahmed 體后方的回流區(qū)。
展開(kāi) 沃爾沃XC90空氣動(dòng)力學(xué)CFD網(wǎng)格劃分
為了利用Ansys Fluent的CFD程序顯著縮短空氣動(dòng)力學(xué)仿真的交付周期，沃爾沃汽車公司對(duì)所有工藝步驟和工具進(jìn)行了分析、優(yōu)化和部分自動(dòng)化。其中一個(gè)變化是使用CEI的網(wǎng)格劃分程序Harpoon作為ICEM-CFD和TGrid程序的替代品，到目前為止。為了證明這些變化不是以犧牲質(zhì)量為代價(jià)的，我們?cè)贗CEM-CFD/TGrid網(wǎng)格和魚(yú)叉網(wǎng)格的基礎(chǔ)上對(duì)沃爾沃XC 90的模擬進(jìn)行了比較。
1 引言
近年來(lái)，汽車動(dòng)力行業(yè)的壓力急劇增加。在更短的時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)更多更好的產(chǎn)品的必要性導(dǎo)致了像CFD模擬這樣的數(shù)值方法的部署增加。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）不僅提高了對(duì)流動(dòng)現(xiàn)象的知識(shí)和理解，而且是最大限度地減少原型和測(cè)試車使用的關(guān)鍵工具。十多年來(lái)，CFD被用于沃爾沃汽車的車輛開(kāi)發(fā)，處于不同的階段。范圍廣泛，從空氣動(dòng)力學(xué)和空氣聲學(xué)到引擎蓋下氣流，用于冷卻性能和氣候控制。在九十年代初，分析非常簡(jiǎn)單的模型需要長(zhǎng)達(dá)四個(gè)月的時(shí)間。計(jì)算能力的提高和更高效的網(wǎng)格劃分技術(shù)將去尾空氣動(dòng)力學(xué)仿真的時(shí)間縮短到四到五周（2004 年）。除其他事項(xiàng)外，更高的幾何復(fù)雜性阻止了進(jìn)一步的減少。為了減少項(xiàng)目時(shí)間和變更周期，我們?cè)敿?xì)分析了整個(gè)仿真周期，并在過(guò)去兩年中盡可能地進(jìn)行了驗(yàn)證。特別是網(wǎng)格劃分的幾何對(duì)接耗時(shí)的步驟是人們關(guān)注的中心，如圖1所示。
2 構(gòu)建差價(jià)合約模型
傳統(tǒng)上，沃爾沃汽車使用兩個(gè)網(wǎng)格劃分程序。ICEM-CFD用于上半身的八叉樹(shù)網(wǎng)格， TGrid用于身體下方的非結(jié)構(gòu)化Delaunay網(wǎng)格。今天，網(wǎng)格化是用CEI的魚(yú)叉完成的，CEI是一種八叉樹(shù)網(wǎng)格器，它產(chǎn)生一個(gè)以六角為主的網(wǎng)格。為了評(píng)估兩種不同網(wǎng)格對(duì)仿真結(jié)果的影響，計(jì)算了SUV Volvo XC 90的兩種變體（帶和不帶車身下面板（UBP），圖2）。 這是一款帶有后視鏡、完全詳細(xì)的車身、相當(dāng)詳細(xì)的發(fā)動(dòng)機(jī)部件和開(kāi)放式輪輞的外部車型。
展開(kāi) 汽車開(kāi)發(fā)中的空氣動(dòng)力學(xué)及流體力學(xué)仿真
能源使用和管理對(duì)電動(dòng)汽車和各種混合動(dòng)力車來(lái)說(shuō)都是非常重要的一項(xiàng)工作。有效的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)對(duì)這些車輛來(lái)說(shuō)就意味著冷卻系統(tǒng)阻力、滾動(dòng)阻力、風(fēng)阻（Cd）以及傳動(dòng)損失的減少。“人們?yōu)樘岣哕囕v燃油經(jīng)濟(jì)性絞盡腦汁，事實(shí)上是包含了所有這些領(lǐng)域的一個(gè)整體工作。”他說(shuō)道。
在這些分析中，系統(tǒng)仿真和彼此的交互與獨(dú)立的空氣動(dòng)力學(xué)分析相比較來(lái)說(shuō)更加重要。他舉例來(lái)說(shuō)，2007 年，公司重新設(shè)計(jì)了STAR-CCM+ 代碼， 其目的是為了更容易地實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)仿真的分析。“這才是實(shí)現(xiàn)最佳設(shè)計(jì)的推動(dòng)因素，而不僅僅是流體力學(xué)，”Ross 解釋道。STAR-CCM+ 涵蓋機(jī)械張力、熱傳遞以及空氣聲學(xué)，此外還有其他一些物理領(lǐng)域。STAR-CCM+ 還有一個(gè)耦合求解器，可以解決多個(gè)物理領(lǐng)域的問(wèn)題。
開(kāi)發(fā)流程本身是一個(gè)耦合系統(tǒng)，包含風(fēng)洞測(cè)試和CFD 仿真。“今天所有大型汽車制造商每天都針對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)進(jìn)行仿真和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，”他說(shuō)道。風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)采用近似模型，與仿真差不多，只不過(guò)模型不同而已。一旦原型和相關(guān)部件制作好，風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的結(jié)果更快。相比較來(lái)說(shuō)，仿真可以進(jìn)行一些通過(guò)物理方式永遠(yuǎn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)測(cè)試。此外，仿真還可以對(duì)結(jié)果實(shí)現(xiàn)可視化， 而這些可能通過(guò)物理數(shù)據(jù)根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。“這兩種方式形成了完美的互補(bǔ)。”Ross 表示。
他還指出他的客戶提出需要更多的優(yōu)化解決方案， 可以最大化地利用他們所做的仿真。該公司不久前收購(gòu)了Red Cedar 公司，后者擁有一套產(chǎn)品，可以通過(guò)其專有的SHERPA 算法對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。
在產(chǎn)品許可方面，考慮到一些用戶并不是一直有仿真的需求，CD-adapco 推出了Power-On-Demand 許可方式，每個(gè)案例并不限制軟件內(nèi)核的使用次數(shù)。而對(duì)優(yōu)化研究來(lái)說(shuō)，客戶通常同時(shí)運(yùn)行多個(gè)仿真任務(wù)。
展開(kāi) 【技術(shù)】AICFD助力汽車空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)
概述
隨著汽車工業(yè)發(fā)展與汽車行駛速度日益提高，汽車的空氣動(dòng)力學(xué)亦愈來(lái)愈受到重視，優(yōu)秀的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)不但可以達(dá)到高效節(jié)能的目的，還能夠減少噪音、提高車輛的平順性和行駛穩(wěn)定性，提供更強(qiáng)的安全保障。如今，它已經(jīng)不是航空航天領(lǐng)域的專利，而是現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)必不可少的元素之一。
汽車空氣動(dòng)力學(xué)研究主要有兩種方法：一種是進(jìn)行風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，另一種則是利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）技術(shù)進(jìn)行數(shù)值仿真。相比風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，CFD數(shù)值仿真有著可再現(xiàn)性、周期短、成本低，以及全面且豐富的流場(chǎng)分析功能等優(yōu)點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)性能的不斷提高，CFD 軟件逐漸成為工程師的常用工具，通過(guò)數(shù)值仿真，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的初期就確立設(shè)計(jì)方案。外流場(chǎng)空氣動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算作為CFD的一個(gè)方面，在現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)中扮演著至關(guān)重要的角色。
AICFD軟件介紹
AICFD 是由天洑軟件研發(fā)的一款智能熱流體仿真軟件，它實(shí)現(xiàn)對(duì)流動(dòng)及傳熱的快速智能仿真。
展開(kāi) CFD專欄丨基于幾何深度學(xué)習(xí)的車輛空氣動(dòng)力學(xué)快速預(yù)測(cè)
優(yōu)化迭代曲線
4
總結(jié)
傳統(tǒng)的車輛空氣動(dòng)力學(xué)仿真需要經(jīng)歷幾個(gè)步驟：CAD 模型簡(jiǎn)化和清理，網(wǎng)格生成，求解器參數(shù)設(shè)定，HPC 計(jì)算和后處理的步驟。通常一輪設(shè)計(jì)迭代需要數(shù)天時(shí)間。而 PhysicsAI 工具可以在一分鐘內(nèi)從整車幾何或面網(wǎng)格上預(yù)測(cè)出相當(dāng)準(zhǔn)確的空氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)。幾何深度學(xué)習(xí)在復(fù)雜模型流體力學(xué)模擬中展現(xiàn)出革命性潛力：實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)仿真，推動(dòng)快速設(shè)計(jì)優(yōu)化。
幾何深度學(xué)習(xí)的預(yù)測(cè)精度不僅依賴于訓(xùn)練樣本的可靠性，樣本數(shù)量，樣本的多樣性。訓(xùn)練方法，如超參數(shù)的微調(diào)，聚類方法，離群值的識(shí)別等因素也會(huì)產(chǎn)生顯著影響。
高保真 CFD 數(shù)據(jù)（如LES/DES）生成，風(fēng)洞試驗(yàn)標(biāo)定成本高昂, 企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)合作建立開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)車型數(shù)據(jù)庫(kù)有助于推動(dòng)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。
參考文獻(xiàn)：
[1] Michael M. Bronstein, Joan Bruna, Yann LeCun, Arthur Szlam, Pierre Vandergheynst. Geometric deep learning: going beyond Euclidean data. IEEE Signal Processing Magazine Volume: 34, Issue: 4 July 2017.
[2] Mario Lino, Stathi Fotiadis, Anil A. Bharath, Chris D. Cantwell1. Current and emerging deep-learning methods for the simulation of fluid dynamics.
展開(kāi) 不得不學(xué)的空氣動(dòng)力學(xué)！ 附空氣動(dòng)力學(xué)陳再新下載
Evija的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)
可是由于它采用碳纖維結(jié)構(gòu)，它本身的重量只有1.68噸，這說(shuō)明理論上講，它是可以倒立著懸在平的隧道頂部狂奔的。
當(dāng)然，這只是理論上，大家千萬(wàn)不要嘗試。還有一個(gè)原因是，這輛車價(jià)格在2000萬(wàn)左右，絕大多數(shù)人也沒(méi)法嘗試。
從研究一杯水，一口氣，到一架飛機(jī)，一輛跑車。科技正在越來(lái)越快的改變著世界。孔子說(shuō)：學(xué)而時(shí)習(xí)之，不亦說(shuō)乎。有許多人把“習(xí)”理解成復(fù)習(xí)。我倒覺(jué)得，理解成實(shí)踐更好。科林查普曼把他學(xué)到的空氣動(dòng)力學(xué)知識(shí)用到了汽車上，并且創(chuàng)造了超一流的跑車品牌路特斯，這是一件多么快樂(lè)的事啊！
下載地址：空氣動(dòng)力學(xué)陳再新
展開(kāi) 
車企都在“吹”的空氣動(dòng)力學(xué)究竟是什么？ 附空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)劉沛清下載
很多人第一次聽(tīng)到空氣動(dòng)力學(xué)這個(gè)詞時(shí)，或許會(huì)比較頭痛，感覺(jué)進(jìn)入到了一個(gè)玄之又玄的領(lǐng)域。畢竟在大家印象中，空氣動(dòng)力學(xué)大多與飛行器有關(guān)，比如飛機(jī)、火箭、戰(zhàn)斗機(jī)等等。但其實(shí)，空氣動(dòng)力學(xué)其實(shí)距離我們?nèi)粘Ｉ詈芙? 從字面理解，空氣動(dòng)力學(xué)解決的就是如何讓物體在空氣中保持更高效運(yùn)動(dòng)的科學(xué)。因此，一切需要運(yùn)動(dòng)的物體，就比如，跑步中的人、騎行中的自行車，甚至是行駛中的高鐵、汽車等，想要保持更快速、更省力、更節(jié)能的運(yùn)動(dòng)，都與空氣動(dòng)力學(xué)息息相關(guān)。
當(dāng)然，雖然空氣動(dòng)力學(xué)對(duì)汽車領(lǐng)域非常重要，但在汽車百年多發(fā)展歷史中車企真正開(kāi)始研究空氣動(dòng)力學(xué)的歷史并不是特別長(zhǎng)。我們都知道早期的汽車造型都非常方正，沒(méi)有任何流線型的設(shè)計(jì)概念，而一直到20世紀(jì)中葉以后，車企才開(kāi)始重視起汽車空氣動(dòng)力學(xué)的設(shè)計(jì)，而在汽車空氣動(dòng)力學(xué)中需要解決的兩個(gè)問(wèn)題就是風(fēng)阻和升力。
車企為何愛(ài)吹噓“風(fēng)阻系數(shù)”
在力學(xué)中，空氣動(dòng)力學(xué)其實(shí)是流體力學(xué)的一個(gè)分支，空氣也被認(rèn)為是流體的一種。而我們都知道，流體密度越大，對(duì)任何通過(guò)它的物體形成的阻力就越大，汽車在高速行駛中所遇到的最大阻力就是“風(fēng)阻”。風(fēng)阻形成了一個(gè)平行于車輛行駛平面的力，阻礙汽車運(yùn)動(dòng)，而且這個(gè)阻力也會(huì)隨著車速變快而變大，風(fēng)阻變大也意味著油耗越高、車輛最高車速也降低得越多（發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出保持恒定的情況下）。
同時(shí)一輛車想要保持更高時(shí)速，那背后所需要解決的技術(shù)難題也成幾何數(shù)增長(zhǎng)，這也是為什么當(dāng)布加迪Chiron創(chuàng)下490km/h時(shí)速記錄時(shí)，會(huì)引起那么大關(guān)注的重要原因。當(dāng)然，如果你無(wú)法理解，那么以F1賽車為例會(huì)更容易想象背后的難度。
展開(kāi) 使用 ANSYS FLUENT 進(jìn)行汽車空氣動(dòng)力學(xué)仿真（僅車模） ￥10
?
軟件：
Pro/Engineer 野火版， 渲染
car.stp
car.prt.5
類別：
汽車
標(biāo)簽：
汽車, 空氣動(dòng)力學(xué), ansys , Fluent , CFD
?編輯
?
Cadence CFD 研討會(huì)點(diǎn)播 – 汽車空氣動(dòng)力學(xué)仿真預(yù)報(bào)
預(yù)測(cè)車輛周圍的空氣動(dòng)力學(xué)流動(dòng)特征絕非易事，工程師往往需要在成本和精度之間做出取舍。雖然穩(wěn)態(tài)算法（如 RANS）因計(jì)算成本較低而頗具吸引力，但這種方法并不能總是準(zhǔn)確預(yù)測(cè)所有流動(dòng)現(xiàn)象。使用非穩(wěn)態(tài)尺度解析模型（如 DES 或 LES 模型）能夠有效提高預(yù)報(bào)精度，但也急劇增加了計(jì)算成本。
理想的情況是能夠有一種高精度的解決方案，且能縮短計(jì)算周期，能夠放之四海而皆準(zhǔn)-實(shí)現(xiàn)更快、更統(tǒng)一的產(chǎn)品方案。
在本次網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)中，我們通過(guò)幾個(gè)代表性案例（包括 Windsor 和 DrivAer 模型）在 Fidelity 平臺(tái)上對(duì)比分析了標(biāo)準(zhǔn) RANS 模型、Stress-Omega RSM 模型和非穩(wěn)態(tài)解析模型的仿真特點(diǎn)。
展開(kāi) 空氣動(dòng)力學(xué) | 仿真助NASA“機(jī)智號(hào)”直升機(jī)火星首飛
空氣極為稀薄的平流層制約了諾斯的直升機(jī)旋翼，使他無(wú)法超越這一高度。火星表面的大氣密度相當(dāng)于地球表面10萬(wàn)英尺高度的水平。“機(jī)智號(hào)”直升機(jī)依靠輕量型設(shè)計(jì)、大型同軸旋翼和較低的火星重力，才能在如此極限的條件下飛行。
火星的飛行環(huán)境與地球截然不同：
大氣密度僅為地球的1%
二氧化碳占其大氣成分95%
重力是地球的三分之一
平均溫度零下60℃ (-76F)，而耶澤洛(Jezero)隕石坑夜間可低至-90℃ (-130F)
當(dāng)“機(jī)智號(hào)”飛離火星地面后，在如此稀薄的大氣中如何保持方向控制是保障正常飛行的一大難題。為了避免墜機(jī)，需要以毫秒級(jí)的頻率對(duì)旋翼的俯仰、橫滾和攻角進(jìn)行持續(xù)校正。因此，仿真高級(jí)飛行控制系統(tǒng)是在火星上安全飛行的必要條件，但此類分析需要獲取準(zhǔn)確的空氣動(dòng)力數(shù)據(jù)。
在本次火星探測(cè)任務(wù)之前，在火星上飛行雖然理論上可行，但工程師對(duì)成功飛行所需的控制水平并沒(méi)有把握。
Ansys Fluent成就火星飛行弘愿
NASA如何確保將一架直升機(jī)送上火星，并讓它有機(jī)會(huì)展翅翱翔呢？其中一大原因是他們使用了Ansys Fluent。
據(jù)一份研究論文顯示1，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)將Fluent用于計(jì)算旋翼葉片上的空氣動(dòng)力作用。為預(yù)測(cè)這些空氣動(dòng)力，旋翼葉片被分解成包含翼展、翼弦、翼扭轉(zhuǎn)和翼后掠的許多薄片。
然后計(jì)算出不同的迎角和馬赫數(shù)對(duì)升力系數(shù)、阻力和俯仰力矩的影響。
展開(kāi) 