風(fēng)阻
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-08-24
風(fēng)阻的視頻教程
某型轎車整車風(fēng)阻系數(shù)有限元分析
對某輕型轎車進(jìn)行有限元建模，開展了整車風(fēng)阻系數(shù)仿真分析，catia處理數(shù)據(jù)，hypermesh網(wǎng)格劃分，fluent分析
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starccm汽車外流場
通過hypermesh做模型前處理，之后導(dǎo)入starccm中做整車外流場分析，得出包括汽車風(fēng)阻，風(fēng)阻系數(shù)，升力系數(shù)，流場軌跡線和汽車表面壓力等。做好的模型sim文件在附件中可以隨意下載
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風(fēng)阻的實例教程
根據(jù)測試，當(dāng)一輛轎車以80公里/時前進(jìn)時，有60%的耗油是用來克服風(fēng)阻的。 風(fēng)阻系數(shù)Cd是衡量一輛汽車受空氣阻力影響大小的一個標(biāo)準(zhǔn)。風(fēng)阻系數(shù)越小，說明它受空氣阻力影響越小，反之亦然，因此說風(fēng)阻系數(shù)越小越好。一般來講，流線性越強的汽車，其風(fēng)阻系數(shù)越小。
另一個數(shù)據(jù)則是風(fēng)阻系數(shù)和油耗的關(guān)系，對于傳統(tǒng)能源汽車來說，目前國際上認(rèn)可度較高的說法是風(fēng)阻系數(shù)每降低10%，油耗能夠下降3%；而對于新能源汽車來說，風(fēng)阻系數(shù)降低0.02，行駛里程就可以增加3km；所以汽車造型近百年的發(fā)展，也就是在為了降低一個又一個0.01Cd而努力。這其中三個值得紀(jì)念的車型分別是以下三款：
1.1982年第三代AUDI 100：第一臺風(fēng)阻系數(shù)達(dá)到0.3的量產(chǎn)車
2.1999年P(guān)ASSAT B5：首款強調(diào)風(fēng)阻系數(shù)重要性的國產(chǎn)轎車，風(fēng)阻系數(shù)僅為0.28
3.2016年BMW NEXT 100 Conecpt：截止到目前為止全球最佳氣動性能車，風(fēng)阻系數(shù)為0.18
車輛在行駛時，還要克服的阻力有機件損耗阻力、輪胎產(chǎn)生的滾動阻力(一般也稱做路阻)。 隨著車輛行駛速度的增加，空氣阻力也逐漸成為最主要的行車阻力，在時速200km/h以上時，空氣阻力幾乎占所有行車阻力的85%。
展開 最近某汽車風(fēng)阻系數(shù)的話題很火，沒想到流體力學(xué)領(lǐng)域也能這么熱鬧，讓人興奮。
風(fēng)阻系數(shù)的水很深，怕你把持不住。為了幫你看懂車企和博主到底在吵什么，水一篇。
一、什么是風(fēng)阻系數(shù)
初中學(xué)過，物體在空氣中運動會受到摩擦力。
大學(xué)時候我們又學(xué)了一個概念，叫“壓差阻力”。即前方空氣受到擠壓形成高壓區(qū)，而后方由于氣流分離形成低壓區(qū)，前后壓力差產(chǎn)生的阻力。
因此定性地說：物體受到的總空氣阻力等于摩擦阻力+壓差阻力。速度越快，壓差阻力越明顯。
而定量地計算，總空氣阻力為：
嘿，你關(guān)心的“風(fēng)阻系數(shù)”就出現(xiàn)了，就是上圖中的Cd，阻力系數(shù)。
有的資料還叫它“空氣阻力系數(shù)”、“氣動阻力系數(shù)”、“空氣動力學(xué)阻力系數(shù)”或者“形阻系數(shù)”。別迷糊，只是孫悟空和孫行者的區(qū)別。
二、風(fēng)阻系數(shù)影響什么
主要是能耗。
航空屆歷來非常關(guān)注風(fēng)阻系數(shù)，畢竟飛機在天上受到的阻力就只有空氣阻力。對更小阻力更大升力飛機的不懈追求，也極大促進(jìn)了計算流體力學(xué)CFD的工程化應(yīng)用。
但飛機畢竟太高，汽車才是普通人的好朋友。
低速行駛時，汽車受到的阻力主要是地面給輪胎的滾動阻力。但速度超過80km/h后，風(fēng)阻占比就會超過一半。時速到120km，風(fēng)阻占比甚至可達(dá)80%。
可以這么說：你跑高速時，斥巨資加的油充的電，基本都被風(fēng)吹走了。
對新能源汽車來說，風(fēng)阻系數(shù)每降低0.01，續(xù)航里程就能提升將近10km。
除了能耗，還有駕駛體驗。比如噪音，風(fēng)噪通常和風(fēng)阻成正相關(guān)。風(fēng)阻太大，說話只能靠吼。
再比如加速性能，阻力大，汽車加速度自然減小，推背感瞬間減弱。
總之，減小風(fēng)阻能讓汽車省錢又舒適，還不需要增加任何零件，性價比可謂頂天高。車企也都會成立空氣動力學(xué)優(yōu)化團(tuán)隊，猛攻風(fēng)阻系數(shù)。
展開 力圖改善船體風(fēng)阻
比重較輕的木片運輸專用船在暴風(fēng)雨的氣候下船速下降是 一個需要解決的問題。甲板上的舾裝設(shè)備對木片運輸船受到的風(fēng)壓影響很大。因此，舾裝設(shè)備的形狀設(shè)計和位置部署對風(fēng)阻的降低非常重要。本研究中，利用CFD仿真，對運木船模型的風(fēng)壓阻力，以及風(fēng)向變化，舾裝有無對風(fēng)阻的增減效果進(jìn)行了考察。
船體表面壓力分布
可以確認(rèn)，舾裝設(shè)備處的壓力高，對風(fēng)阻的影響非常大。
舾裝設(shè)備之間的干涉
將起重機的前端置放在風(fēng)速較低的漏斗下游，阻力會下降。
在許多車廠的產(chǎn)品介紹書中，常常會提及新車的風(fēng)阻系數(shù)降低至多少多少Cd，而Cd所指的并不簡單是指我們一般所說的空氣阻力，而是流氣拉力系數(shù)（DRAG COEFFICIENT），一般而言氣流在車尾造成的拉力，數(shù)值越低，表示車尾氣流處理的越流暢，該部分的浮升力亦會越小，相對而言，車輛行走時的阻力會低一點，后輪的下壓力也會好一點。說到這里我們就應(yīng)該明白，加裝尾翼并不一定會增加Cd值！如果加裝尾翼和尾擾流器后，車輛尾部氣流通過的流暢度增高，那么這輛車的Cd值反而應(yīng)該降低。汽車設(shè)計的空氣動力學(xué)問題并不止于車尾，其實車頭的長度和寬度也會影響一部汽車的總拉力數(shù)值。比如前縱置引擎的中心點要比前軸的中心點更前，車頭就容易造得很長，而如果加闊前輪距來橫置擺放引擎，車頭部分就會隨著加闊，以上兩種情況都會影響到整體的氣流拉力（CdA）。雖然有可能一輛車的Cd造得很低，但是同樣難以彌補車頭部分增加的長度和寬度所帶來的整體氣流拉力數(shù)值的上升,舉個例子來說，一部汽車的風(fēng)阻系數(shù)由原來的Cd0.40下降至Cd0.38，但是車頭的寬度卻增加了75MM，這時它的CdA數(shù)值約會上升5％，這樣一來等于完全抵消了Cd下降的效果。（比如新款的ACCORD，雖然風(fēng)阻系數(shù)達(dá)到了驚人的Cd0.25,可是因為車體全面比上一代要加大許多,所有在高速時的穩(wěn)定性表現(xiàn),我個人估計不會有大幅的攀升，如果這方面的表現(xiàn)的確有所改進(jìn)，也首先應(yīng)該歸功于軸距的加長和懸掛設(shè)定的改進(jìn)，空氣動力學(xué)的成就反而是次要的。因為民用車的空氣動力學(xué)表現(xiàn)必須兼顧降低風(fēng)噪和燃油經(jīng)濟(jì)性，所有在設(shè)計時必然會對汽車的下壓力作出一定的犧牲。）
因此，在大家談?wù)揅d時，不應(yīng)該認(rèn)為Cd代表了一部汽車的整體空氣動力表現(xiàn)，更不能輕易的認(rèn)為隨便加裝一只尾翼或者巨型擾流器就必然可以獲得更好的空氣動力學(xué)表現(xiàn)！其實充其量它只不過改善了空氣動力學(xué)中某個部分的表現(xiàn)而已。
展開 某重卡商用車整車風(fēng)阻分析規(guī)范
風(fēng)阻的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
風(fēng)阻的最新內(nèi)容
你做汽車風(fēng)阻模擬，當(dāng)車速從60km/h提升到120km/h，尾跡區(qū)會變化。原本精心調(diào)整的網(wǎng)格，可能在新的工況下完全錯位。
你算液冷，如果更換了流質(zhì)，例如從水換成乙二醇，由于雷諾數(shù)的變化，邊界層的厚度也會隨之改變。這意味著要重新走一遍網(wǎng)格無關(guān)性驗證流程。
有沒有辦法讓算法自己尋找需要加密的地方？天洑AICFD的AI網(wǎng)格正是為了解決這一痛點。
通過與全尺寸油泥模型風(fēng)洞實驗驗證，穩(wěn)態(tài)GEKO方法風(fēng)阻系數(shù)誤差控制在3%以內(nèi)，適用于快速優(yōu)化仿真；SBES方法雖僅完成單工況計算，但展現(xiàn)出更高的絕對精度，可能具備作為關(guān)鍵工況高精度驗證的潛力，仍需進(jìn)一步研究驗證。本研究為基于Fluent的汽車外氣動仿真開發(fā)提供了全新的標(biāo)準(zhǔn)化流程。
無論是優(yōu)化風(fēng)阻、測試剛度，還是分析熱場，復(fù)雜的仿真技術(shù)都不會成為創(chuàng)新的阻礙。
目前在CAE軟件市場，國外軟件依然占絕對主流。其中原因，除了軟件穩(wěn)定性和成熟度的差距，還有工程師的使用習(xí)慣。
“我從上學(xué)從開始工作，就用國外軟件，好不容易才用熟練?，F(xiàn)在換軟件，我是不是要重新學(xué)，重新適應(yīng)？”這個慣性很大的。
有了智能體，工業(yè)軟件的使用流程將被徹底重塑，也將大大緩解使用慣性的問題。
四、標(biāo)桿案例：Altair CFD? 助力汽車空氣動力學(xué)優(yōu)化
客戶背景：Altair CX1概念車研發(fā)團(tuán)隊，希望在保證車身美學(xué)設(shè)計的前提下，優(yōu)化車輛空氣動力學(xué)性能，降低風(fēng)阻系數(shù)和升力系數(shù)，提升車輛續(xù)航和操控穩(wěn)定性，同時縮短設(shè)計迭代周期，避免傳統(tǒng)風(fēng)洞測試的高成本和低效率問題。
空氣動力學(xué)優(yōu)化
小米SU7擁有全球量產(chǎn)車中最佳的風(fēng)阻系數(shù)0.195，這一成就的背后，CAE仿真技術(shù)功不可沒。通過CAE仿真，工程師可以模擬汽車在不同速度下的氣流行為，優(yōu)化車身設(shè)計，減少風(fēng)阻，從而提高行駛效率和穩(wěn)定性。
圖片來源：網(wǎng)絡(luò)
2.
（包含場值結(jié)果）
用戶可以對AI生成的h3d文件進(jìn)行常規(guī) CFD 后處理，例如沿著車身創(chuàng)建切面，分析每個切面風(fēng)阻貢獻(xiàn)量，以及風(fēng)阻發(fā)展累計曲線。
空氣動力學(xué)與風(fēng)阻優(yōu)化 (Aerodynamics)
這是最經(jīng)典的應(yīng)用。汽車的空氣動力學(xué)性能直接關(guān)系到燃油經(jīng)濟(jì)性（續(xù)航里程）、高速行駛穩(wěn)定性和風(fēng)噪。
通過與全尺寸油泥模型風(fēng)洞實驗驗證，穩(wěn)態(tài)GEKO方法風(fēng)阻系數(shù)誤差控制在3%以內(nèi)，適用于快速優(yōu)化仿真；SBES方法雖僅完成單工況計算，但展現(xiàn)出更高的絕對精度，可能具備作為關(guān)鍵工況高精度驗證的潛力，仍需進(jìn)一步研究驗證。本研究為基于Fluent的汽車外氣動仿真開發(fā)提供了全新的標(biāo)準(zhǔn)化流程。
除了積分值Cd，還可以預(yù)測風(fēng)阻發(fā)展曲線，即在 CFD post 工具中沿車身長度切多個截面，每個截面的風(fēng)阻貢獻(xiàn)累加得到風(fēng)阻發(fā)展曲線，曲線末端即為總風(fēng)阻系數(shù)。
預(yù)測存在誤差的原因包括超參數(shù)的設(shè)置、樣本數(shù)量和質(zhì)量，以及噪聲點（outlier）的影響。盡管訓(xùn)練樣本還不夠充分，但整體趨勢已經(jīng)相當(dāng)不錯。
某重卡商用車整車風(fēng)阻分析規(guī)范
