汽車風阻
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-25
汽車風阻的視頻教程
starccm汽車外流場
通過hypermesh做模型前處理，之后導入starccm中做整車外流場分析，得出包括汽車風阻，風阻系數，升力系數，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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汽車風阻的實例教程
最近某汽車風阻系數的話題很火，沒想到流體力學領域也能這么熱鬧，讓人興奮。
風阻系數的水很深，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、什么是風阻系數
初中學過，物體在空氣中運動會受到摩擦力。
大學時候我們又學了一個概念，叫“壓差阻力”。即前方空氣受到擠壓形成高壓區，而后方由于氣流分離形成低壓區，前后壓力差產生的阻力。
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，你關心的“風阻系數”就出現了，就是上圖中的Cd，阻力系數。
有的資料還叫它“空氣阻力系數”、“氣動阻力系數”、“空氣動力學阻力系數”或者“形阻系數”。別迷糊，只是孫悟空和孫行者的區別。
二、風阻系數影響什么
主要是能耗。
航空屆歷來非常關注風阻系數，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，也極大促進了計算流體力學CFD的工程化應用。
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，風阻占比就會超過一半。時速到120km，風阻占比甚至可達80%。
可以這么說：你跑高速時，斥巨資加的油充的電，基本都被風吹走了。
對新能源汽車來說，風阻系數每降低0.01，續航里程就能提升將近10km。
除了能耗，還有駕駛體驗。比如噪音，風噪通常和風阻成正相關。風阻太大，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優化團隊，猛攻風阻系數。
展開 在許多車廠的產品介紹書中，常常會提及新車的風阻系數降低至多少多少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（DRAG COEFFICIENT），一般而言氣流在車尾造成的拉力，數值越低，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值反而應該降低。汽車設計的空氣動力學問題并不止于車尾，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值的上升,舉個例子來說，一部汽車的風阻系數由原來的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，雖然風阻系數達到了驚人的Cd0.25,可是因為車體全面比上一代要加大許多,所有在高速時的穩定性表現,我個人估計不會有大幅的攀升，如果這方面的表現的確有所改進，也首先應該歸功于軸距的加長和懸掛設定的改進，空氣動力學的成就反而是次要的。因為民用車的空氣動力學表現必須兼顧降低風噪和燃油經濟性，所有在設計時必然會對汽車的下壓力作出一定的犧牲。）
因此，在大家談論Cd時，不應該認為Cd代表了一部汽車的整體空氣動力表現，更不能輕易的認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表現！其實充其量它只不過改善了空氣動力學中某個部分的表現而已。
展開 比如，想要優化一輛汽車的風阻，可以給天洑智能熱流體仿真軟件AICFD發送自然語言指令，要求幫助計算汽車風阻，后續所有的流程，包括模型的設置、計算過程以及結果的導出，都可以通過AI+工業軟件實現。
未來，天洑軟件仍繼續深化AI與工業軟件融合、加強產學研合作，普惠仿真計劃加速工業軟件普及。公司將堅持自主創新，推動國產工業軟件實現從跟跑到領跑的跨越！
空氣阻力系數，又稱風阻系數，是計算汽車空氣阻力的一個重要系數。空氣阻力是汽車行駛時所遇到最大的也是最重要的外力。它是通過風洞實驗和下滑實驗所確定的一個數學參數, 用它可以計算出汽車在行駛時的空氣阻力。風阻系數的大小取決于汽車的外形，風阻系數愈大，則空氣阻力愈大。現代汽車的風阻系數一般在0.2-0.5之間。
風阻是車輛行駛時來自空氣的阻力，一般空氣阻力有三種形式，第一是氣流撞擊車輛正面所產生的阻力，就像拿一塊木板頂風而行，所受到的阻力幾乎都是氣流撞擊所產生的阻力。 第二是摩擦阻力，空氣與劃過車身一樣會產生摩擦力，然而以一般車輛能行駛的最快速度來說，摩擦阻力小到幾乎可以忽略。第三則是外型阻力，一般來說，車輛高速行駛時，外型阻力是最主要的空氣阻力來源。外型所造成的阻力來自車后方的真空區，真空區越大，阻力就越大。 一般來說，三廂車的外型阻力會比旅行車小。
風阻系數可以通過風洞測得。當車輛在風洞中測試時，借由風速來模擬汽車行駛時的車速，再用測試儀器來測知這輛車需花多少力量來抵擋這風速，使這車不至于被風吹得后退。在測得所需之力后，再扣除車輪與地面的摩擦力，剩下的就是風阻了，然后再以空氣動力學的公式就可算出所謂的風阻系數。
當然了，這是一個理論值的運算公式，實際測試的時候當然還會有更多的不確定因素引入。但是從這個基礎公式中我們也不難發現，在同樣的車速下，空氣密度是一定的，同級別車型的正投影面積其實也差不多，所以真正影響到風阻大小的就是風阻系數。通過實際測算，車速100km/h的時候，大概有60%的動力輸出都被用來抵抗風阻，這也是為什么各大廠家要在降低車輛風阻系數上花大功夫的原因。
一般車輛在前進時，所受到風的阻力大致來自前方，除非側面風速特別大。不然不會對車輛產生太大影響，就算有，也可通過方向盤來修正。風阻對汽車性能的影響甚大。
展開 首先，對于大車或底盤高的SUV和越野車，后視鏡能提供的視野其實十分有限；
其次，外后視鏡會增加風阻。傳統后視鏡設計在車的兩側，這兩個凸出來的“小耳朵”不可避免的會影響汽車風阻，除了會增加油耗之外，產生的噪音也是非常明顯的，相信很多朋友高速行車時深有體會。
如何避免這兩個缺點，采用其他的技術去擴展駕駛員的視野呢？
日本的方法是，運用高清攝像頭和視頻的組合。這種方式的優勢很多。首先，只要攝像頭布置合理、安裝到位，就能夠徹底消除盲區，甚至可以提供比后視鏡更加寬廣的視野。
其次，除了視野寬闊之外，夜間行車時，它還能提供比人眼觀察傳統后視鏡更加清晰的視野。
再次，后期通過車載系統聯網，甚至還能主動預測危險，進而與車內其他系統協同合作來預防危險的發生。
隨著汽車智能化的全面發展，或許日本這一做法會逐漸得到其他車企以及國家的認可，也就逐漸會有國家取消汽車必配后視鏡的法規限制。
然而真到那個時候，開車時習慣左顧右盼看后視鏡的老鐵們，你能接受嗎？
本文來源：汽車（ID：iiiqiche）
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你做汽車風阻模擬，當車速從60km/h提升到120km/h，尾跡區會變化。原本精心調整的網格，可能在新的工況下完全錯位。
你算液冷，如果更換了流質，例如從水換成乙二醇，由于雷諾數的變化，邊界層的厚度也會隨之改變。這意味著要重新走一遍網格無關性驗證流程。
有沒有辦法讓算法自己尋找需要加密的地方？天洑AICFD的AI網格正是為了解決這一痛點。
模型的訓練時間基本符合如下公式：
Width 和 Depth 對于神經網絡的影響
PhysicsAI 預測汽車風阻操作視頻
3
DrivAer 模型的訓練
3.1 DrivAerNet++ 樣本庫
2024年美國麻省理工的 Mohamed Elrefaie
3.PhysicsAI 預測汽車風阻
首先我們來看 AI 和汽車空氣動力學結合的案例。在汽車主機廠通常需要進行風洞實驗，仿真方法是采用虛擬風洞模擬汽車的空氣動力學，通常這類模型規模較大，并涉及多輪設計變動，需要花費很多時間建模、修改、消耗計算資源和人工。總之、實驗成本較高，仿真也不便宜。
做仿真，除了自己信，別人都不信9個月前
比如做汽車風阻仿真，通常簡化輪轂結構、刪除輪胎花紋、雨刮器等。
比如做結構強度仿真，經常將薄壁結構簡化為面單元，將細長桿結構簡化為梁單元，將彈簧結構簡化為彈簧單元等等。
刪除哪些，簡化哪些，這其中就有仿真工程師的經驗。所以不同的人對同一個問題用同一款軟件做仿真，很可能得到不同的結果，一個和真實情況相差2%，另一人則相差5%。
媒體報道：聚焦國產工業軟件破局之道11個月前
比如，想要優化一輛汽車的風阻，可以給天洑智能熱流體仿真軟件AICFD發送自然語言指令，要求幫助計算汽車風阻，后續所有的流程，包括模型的設置、計算過程以及結果的導出，都可以通過AI+工業軟件實現。
未來，天洑軟件仍繼續深化AI與工業軟件融合、加強產學研合作，普惠仿真計劃加速工業軟件普及。公司將堅持自主創新，推動國產工業軟件實現從跟跑到領跑的跨越！
對新能源汽車來說，風阻系數每降低0.01，續航里程就能提升將近10km。
除了能耗，還有駕駛體驗。比如噪音，風噪通常和風阻成正相關。風阻太大，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優化團隊，猛攻風阻系數。
（a）車身壓力分布云圖
（b）仿真結果與實驗對比
圖4 某汽車模型的風阻計算，計算精度與實驗偏差在3個count以內
3）豐富和優化湍流模型，提升計算精度
AICFD具備15種湍流模型，覆蓋雷諾平均（RANS）、分離渦模擬（DES）、大渦模擬（LES）類型，可計算穩態和瞬態湍流流動。
△ 5G新能源汽車外造型風阻優化設計
2、風噪仿真優化：降低噪聲源聲場強度，減少隔聲、吸聲需求，降低聲學包成本。
風阻對汽車性能的影響甚大。根據測試，當一輛轎車以80公里/時前進時，有60%的耗油是用來克服風阻的。 風阻系數Cd是衡量一輛汽車受空氣阻力影響大小的一個標準。風阻系數越小，說明它受空氣阻力影響越小，反之亦然，因此說風阻系數越小越好。一般來講，流線性越強的汽車，其風阻系數越小。
傳統后視鏡設計在車的兩側，這兩個凸出來的“小耳朵”不可避免的會影響汽車風阻，除了會增加油耗之外，產生的噪音也是非常明顯的，相信很多朋友高速行車時深有體會。
如何避免這兩個缺點，采用其他的技術去擴展駕駛員的視野呢？
日本的方法是，運用高清攝像頭和視頻的組合。
這種方式的優勢很多。
