整車流場
關注創建者：陳存福_1946 創建時間：2020-09-30
整車流場的實例教程
從發動機，電池，電機，到冷卻系統，潤滑系統，空調系統，再到整車流場，空氣動力學開發，整車熱管理分析，水管理分析，氣動噪聲分析等領域，目前CFD都在發揮越來越重要的作用。
本文分享 1 個網絡研討會視頻以及 2 份解決方案供有志于從事整車CFD分析行業的工程師參考。 了解汽車行業CFD最新解決方案，下滑 點擊按鈕直接獲取 或下劃 了解領取 ??
1??為車輛空氣動力學、聲學和熱管理設計高效的工作流程
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深入了解CFD的世界，圖形處理單元（GPGPU）硬件上新的通用計算和更高效的工作流程的融合為設計人員在設計周期的早期提供幫助。了解仿真精度與計算資源和財務投資的戰略分配之間的微妙平衡如何成為設計強大的CFD工作流程的核心。本次網絡研討會將展示一個先進的、與硬件無關的平臺，該平臺旨在解決現代汽車開發的復雜性。
本解決方案提供可擴展性和多功能性，有助于在壓縮的時間范圍內快速生成高精度的空氣動力學和熱仿真，同時確保不同計算架構的可重復性和彈性。掃碼觀看！
2??Simcenter STAR-CCM+車輛外部空氣動力學特性——通過快速準確的CFD仿真加速空氣動力學創新
Simcenter STAR-CCM+提供：
快速處理復雜幾何形狀的功能，通過曲面包絡將準備時間從數周縮短到數小時
精確的物理場，使用穩態和非穩態求解器以及先進的湍流建模獲得一致和準確結果
速度和性能，通過CPU和GPU的并行卷網格劃分提高吞吐量。
設計探索，使用伴隨求解器詳細了解曲面敏感度。
展開 在工程應用方面，CFD經歷了從平板/翼型到機翼/全機的復雜構型數值模擬，從簡單的簡諧運動到六自由度多體分離、投放，螺旋槳、直升機滑流，這些無不凝聚著CFD研究人員與工程師們的智慧與付出。從單一流場的數值模擬到氣動噪聲、考慮結構變形、電磁計算、等離子控制和飛行力學等學科的耦合，CFD技術在氣動設計、氣動彈性、等離子主動控制、多物理場耦合、數字化飛行、控制律驗證等領域發揮著越來越重要的作用。CFD不再僅僅是一個計算平臺，而且開始成為飛行器設計過程中不可缺少的工具。
2. 化工
化工工程是CFD重要的應用與發展領域，著名的CFD商業軟件Fluent就誕生于化工領域，CFD能夠準確地描述化工過程中的流體流動、混合、傳熱規律，近年來逐漸開始耦合到化學反應中應用于化學工程領域，并表現出巨大潛力。采用CFD與化學反應動力學相結合的方法可以將反應器內流動、混合、傳熱、反應等過程同時考慮，從而實現對非理想反應器的準確數值模擬。
3. 車輛與船舶
在汽車行業里，CFD的應用是非常廣泛的。從發動機、電池、電機，到冷卻系統、潤滑系統、空調系統，再到整車流場、空氣動力學開發、整車熱管理分析、水管理分析、氣動噪聲分析等領域，目前CFD都在發揮越來越重要的作用。
在船舶工程領域，CFD模擬計算可以研究諸如波浪破碎、砰擊等強非線性現象。目前基于CFD構建的數值水池模型已經可以對船舶的興波阻力、運動響應、甲板上浪等現象進行初步的模擬與研究。采用CFD對高速航行的船舶阻力性能進行綜合型研究，計入興波非線性、流體黏性、船體自身運動等諸多因素的影響，已經具備的初步可行性與實際價值。船舶CFD技術的長遠目標，是代替船模試驗，為船舶水動力性能設計提供一個較大范圍雷諾數的數值模擬工具。
展開 在工程應用方面，CFD經歷了從平板/翼型到機翼/全機的復雜構型數值模擬，從簡單的簡諧運動到六自由度多體分離、投放，螺旋槳、直升機滑流，這些無不凝聚著CFD研究人員與工程師們的智慧與付出。從單一流場的數值模擬到氣動噪聲、考慮結構變形、電磁計算、等離子控制和飛行力學等學科的耦合，CFD技術在氣動設計、氣動彈性、等離子主動控制、多物理場耦合、數字化飛行、控制律驗證等領域發揮著越來越重要的作用。CFD不再僅僅是一個計算平臺，而且開始成為飛行器設計過程中不可缺少的工具。
2. 化工
化工工程是CFD重要的應用與發展領域，著名的CFD商業軟件Fluent就誕生于化工領域，CFD能夠準確地描述化工過程中的流體流動、混合、傳熱規律，近年來逐漸開始耦合到化學反應中應用于化學工程領域，并表現出巨大潛力。采用CFD與化學反應動力學相結合的方法可以將反應器內流動、混合、傳熱、反應等過程同時考慮，從而實現對非理想反應器的準確數值模擬。
3. 車輛與船舶
在汽車行業里，CFD的應用是非常廣泛的。從發動機、電池、電機，到冷卻系統、潤滑系統、空調系統，再到整車流場、空氣動力學開發、整車熱管理分析、水管理分析、氣動噪聲分析等領域，目前CFD都在發揮越來越重要的作用。
在船舶工程領域，CFD模擬計算可以研究諸如波浪破碎、砰擊等強非線性現象。目前基于CFD構建的數值水池模型已經可以對船舶的興波阻力、運動響應、甲板上浪等現象進行初步的模擬與研究。采用CFD對高速航行的船舶阻力性能進行綜合型研究，計入興波非線性、流體黏性、船體自身運動等諸多因素的影響，已經具備的初步可行性與實際價值。船舶CFD技術的長遠目標，是代替船模試驗，為船舶水動力性能設計提供一個較大范圍雷諾數的數值模擬工具。
展開 CAE技術可以用于整車熱管理的分析，研究整車的傳熱介質流場以及換熱過程中所涉及的子系統。
小米汽車搭載的“小米高效雙模熱泵”技術，以及配備三熱源逐級加熱技術，熱管理效率更高，達到了同級更高的低溫續航保持率、同級更快的低溫空調升溫速度以及同級更快的低溫充電速度。搭載的165片氣凝膠隔熱材料具有行業頂級散熱和隔熱能力。
圖片來源：小米汽車官網
4. 涂料制備與檢測
在汽車制造業中，涂料不僅是車輛外觀的關鍵，更是保護車體、延長使用壽命的重要屏障。小米汽車以其豐富的色彩搭配深受年輕群體的喜愛。
CAE仿真技術可以幫助工程師了解涂料的生產流程和性能檢測，從而優化涂料配方，提高汽車外觀的耐用性和美觀度。
圖片來源：網絡
02 汽車行業的應用案例
展開 整車開發一般都逃不過以下6個階段，產品戰略階段→概念設計階段→詳細設計階段→樣車階段→投產階段→改進階段，那么CAE分析在汽車開發哪些階段發揮作用呢？
毫不夸張的說，需要結構設計的地方就需要CAE。從概念設計開始，后面5個階段都需要CAE進行輔助設計，比如汽車外形設計是否符合空氣動力學性能、車架如何設計結實又節約成本、樣車性能不達標是哪些原因、投產階段制造工藝限制對汽車本身設計是否有影響、汽車產品不足之處如何改進等等問題，都需要通過CAE來輔助，仿真計算結果對產品性能進行評估，并作為優化設計的重要依據。
CAE技術不僅在整車開發各個階段發揮作用，在汽車行業的應用從最初的線彈性部件分析到汽車結構中大量的非線性問題分析，到現在汽車疲勞壽命分析、NVH分析、碰撞模擬等，CAE分析幾乎涵蓋了汽車性能的方方面面。
01
剛強度分析
車架和車身是汽車結構中最為復雜的受力部件，其強度和剛度分析對整個汽車的承載能力和抗變形能力至關重要。此外，基于強度和剛度分析的車架和車身結構優化對整車的輕量化從而提高經濟性和動力性也有很大作用。
02
外流場分析
汽車外流場分析主要解決汽車在高速行駛時的空氣阻力，優秀的汽車流場設計能降低汽車阻力，適當增加汽車的地面附著力，不管是為了安全還是燃油效率，都是十分必要的。
03
機構運動分析
機構運動分析就是根據原動件的已知運動規律，求該機構其他構件上某些點的位移、軌跡、速度和加速度，以及這些構件的角位移、角速度和角加速度，了解從動件的速度變化規律能否滿足工作要求。
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CAE技術可以用于整車熱管理的分析，研究整車的傳熱介質流場以及換熱過程中所涉及的子系統。
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圖片來源：小米汽車官網
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從發動機，電池，電機，到冷卻系統，潤滑系統，空調系統，再到整車流場，空氣動力學開發，整車熱管理分析，水管理分析，氣動噪聲分析等領域，目前CFD都在發揮越來越重要的作用。
本文分享 1 個網絡研討會視頻以及 2 份解決方案供有志于從事整車CFD分析行業的工程師參考。
CAE技術可以用于整車熱管理的分析，研究整車的傳熱介質流場以及換熱過程中所涉及的子系統。
小米汽車搭載的“小米高效雙模熱泵”技術，以及配備三熱源逐級加熱技術，熱管理效率更高，達到了同級更高的低溫續航保持率、同級更快的低溫空調升溫速度以及同級更快的低溫充電速度。搭載的165片氣凝膠隔熱材料具有行業頂級散熱和隔熱能力。
入選理由：該項目采用CFD對汽車整車烘干流場和溫度場進行仿真分析，計算規模大，而且優化噴嘴位置，為實際過程中設計提供理論指導，具有較高的應用價值。
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從發動機、電池、電機，到冷卻系統、潤滑系統、空調系統，再到整車流場、空氣動力學開發、整車熱管理分析、水管理分析、氣動噪聲分析等領域，目前CFD都在發揮越來越重要的作用。
在船舶工程領域，CFD模擬計算可以研究諸如波浪破碎、砰擊等強非線性現象。目前基于CFD構建的數值水池模型已經可以對船舶的興波阻力、運動響應、甲板上浪等現象進行初步的模擬與研究。
從發動機、電池、電機，到冷卻系統、潤滑系統、空調系統，再到整車流場、空氣動力學開發、整車熱管理分析、水管理分析、氣動噪聲分析等領域，目前CFD都在發揮越來越重要的作用。
在船舶工程領域，CFD模擬計算可以研究諸如波浪破碎、砰擊等強非線性現象。目前基于CFD構建的數值水池模型已經可以對船舶的興波阻力、運動響應、甲板上浪等現象進行初步的模擬與研究。
06
熱管理分析
整車熱管理是從系統的角度去研究整車的傳熱介質流場以及整車換熱過程中所涉及的子系統。熱管理分析還包括發動機冷卻、空調和電池熱管理等。
07
碰撞安全分析
汽車碰撞分析不僅需要研究汽車各種角度碰撞的安全性，還要考慮到行人保護以及維修成本。
06熱管理分析
整車熱管理是從系統的角度去研究整車的傳熱介質流場以及整車換熱過程中所涉及的子系統。熱管理分析還包括發動機冷卻、空調和電池熱管理等。
