汽車外流體仿真
關注創建者：匿名 創建時間：2021-12-29
汽車外流體仿真的實例教程
以此為基礎，可以仿真暖起、怠速、正常運轉以及加載等不同工況，精確預測壓力、流量、溫度和其它性能參數。
Flowmaster V7汽車版元件庫
V7汽車版在Flowmaster V7通用版標準流體及熱元件庫的基礎上，為用戶定制了種類豐富的汽車工業專用元件庫。汽車版系統模型可以進行穩態和瞬態，可壓縮和不可壓縮流體的計算，達到精確預知系統性能的目的。同時，它也可以用來優化元部件的尺寸，了解元部件改變對整個系統的影響。
汽車工業的前后處理工具
◆ 快捷的數據轉換
針對試驗獲得的數據，比如壓降隨流量的變化、換熱器相關數據等，內置了無量綱參數轉換功能，從而可直接應用于軟件模擬，無需采用第三方工具。
◆ 頻域分析
可獲得液壓系統的頻譜與能譜結果，方便工程師對設計進行分析、評價與優化。
成功應用案例及用戶
德國寶馬（BMW）汽車公司使用Flowmaster對燃油供給系統、柴油噴射系統、曲軸箱通風系統進行了設計與仿真。此外，對水套冷卻系統利用Flowmaster與Fluent進行了聯合計算。
康明斯（Cummins）使用Flowmaster設計工業柴油機冷卻系統，結果表明計算結果和實驗結果吻合良好。
Caterpillar Defence Products在Flowmaster的幫助下十分有競爭力的爭取到了數百萬英鎊的合同，為英國陸軍提供戰斗工程車方案。
國內具有領導地位的汽車企業與研究機構均選用Flowmaster作為流體系統設計工具，典型用戶包括：上汽、東風汽車、奇瑞、長安汽車、玉柴、北方車輛研究所、清華汽車研究所、長春一汽研究所、康明斯發動機研究中心、北方發動機研究所等。
展開 新車型，新擔心
CFD/CAE 軟件開發和解決方案供應商CD-adapco 公司道路交通總監Frederick Ross 指出，隨著CFD 軟件仿真技術的發展，其所服務的市場也在不斷發展和變化中。他認為電動汽車和電動汽車相關技術都是目前非常重要的設計對象。能源使用和管理對電動汽車和各種混合動力車來說都是非常重要的一項工作。有效的空氣動力學設計對這些車輛來說就意味著冷卻系統阻力、滾動阻力、風阻（Cd）以及傳動損失的減少。“人們為提高車輛燃油經濟性絞盡腦汁，事實上是包含了所有這些領域的一個整體工作。”他說道。
在這些分析中，系統仿真和彼此的交互與獨立的空氣動力學分析相比較來說更加重要。他舉例來說，2007 年，公司重新設計了STAR-CCM+ 代碼， 其目的是為了更容易地實現對系統仿真的分析。“這才是實現最佳設計的推動因素，而不僅僅是流體力學，”Ross 解釋道。STAR-CCM+ 涵蓋機械張力、熱傳遞以及空氣聲學，此外還有其他一些物理領域。STAR-CCM+ 還有一個耦合求解器，可以解決多個物理領域的問題。
開發流程本身是一個耦合系統，包含風洞測試和CFD 仿真。“今天所有大型汽車制造商每天都針對空氣動力學進行仿真和風洞實驗，”他說道。風洞實驗采用近似模型，與仿真差不多，只不過模型不同而已。一旦原型和相關部件制作好，風洞實驗產生的結果更快。相比較來說，仿真可以進行一些通過物理方式永遠無法實現的設計測試。此外，仿真還可以對結果實現可視化， 而這些可能通過物理數據根本無法實現。“這兩種方式形成了完美的互補。”Ross 表示。
他還指出他的客戶提出需要更多的優化解決方案， 可以最大化地利用他們所做的仿真。該公司不久前收購了Red Cedar 公司，后者擁有一套產品，可以通過其專有的SHERPA 算法對設計進行優化。
展開 其中一個客戶就是通用汽車旗下的先進發動機設計 部門（Advanced Engine Design）。該部門設計技術總監Rod Baker 稱，CAD 和CAE 的集成可以讓他們將分析工具直接交到產品設計師的手中。“這對我們來說是一種 新的嘗試，我們發現流體仿真是進行方向比較的有力工具，”他解釋道。這些產品工程師通過這樣的工具來確 定某個具體的設計是否合理，之后的迭代是否可以提高 產品的性能，又或者某個更改是否會影響產品的性能而 需要被舍棄。“針對一些設計，我們有時候可能要對某個零部件的形狀進行30 到40 次的迭代，”他解釋道。采用這種方式的工作效率甚至要高于專門的CAE 分析師。
通用公司在一個單獨的CAE 部門依然有一些這樣的分析師，但是一些特定的模板可以幫助設計師來建立并執行流體仿真。這種方式大大提高了CAE 針對流體仿真（用于指導早期設計方案）的易用性。“我們還是會征 求這些分析師的意見，來做一些驗證試驗，”Baker 說道。他還指出模板對產品設計師來說起到了一個入門工具的 作用，給他們學習如何使用NX流體仿真軟件的機會。“一旦他們知道了怎么用，我們發現他們會觸類旁通，很快 就可以自己進行模型的建立。”這些模板可以讓他們自 主地學習軟件的使用方法，而不用通過專門的培訓方式來學習。
Baker 還指出了關鍵的一點：幾何形狀的優化是完全手動的。設計師在流場分析結果的基礎上，根據自己 的技能和經驗對設計進行調整，逐步實現對幾何形狀的優化。
展開 圖14為低溫行車電芯監測點溫度變化曲線，整個仿真過程包括低溫加熱和1c放電工況，在低溫加熱工況下，電芯監測點最高溫度10.9℃，最大溫差6℃，液冷系統加熱速率為1.6℃/min；1c放電工況，檢測點最高溫度30℃，放電末端溫差在3.7℃內。溫差整體先增大后減小，加熱拉大電芯溫差，放電過程溫差減小，主要是由于放電過程中每個電芯發熱量一樣，發熱較電芯底部加熱熱量更加均勻。
圖13低溫加熱電芯溫度變化云圖（動圖）
圖14 低溫加熱電芯溫度變化曲線
以上是筆者關于新能源汽車動力電池液冷系統熱流體仿真分析，希望對大家有所幫助，如有不當，歡迎批評指正。為了幫助大家更好的掌握ANSY-SCDM和STAR-CCM+在動力電池熱仿真應用，自2019年10月10日起，我將在平臺發布《新能源汽車PACK熱流場分析進階16講》。
當前我已經更新到第15期，感興趣的朋友可以關注和訂閱，微信：fxy331386375一起交流學習和進步本人提供資料模型和學習答疑，希望對學習型工程師有所幫助吧！學習鏈接https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c14059
展開 難點3：電機電控的綜合管理
目前純電動新能源汽車的電機電控熱管理需求是散熱的需求，從全局角度來考慮的話電機所需要耗散的這部分熱量能否應用于乘員艙及電池的熱管理是一個行業研究的熱點。此外基于電機電控的工作工況得到熱損耗最終實現最佳散熱性能和最小泵功消耗的最優匹配，也是工程上需要解決的難點之一。
難點4：NVH
汽車行駛速度不斷提高，但由于氣動噪聲的數值與車速的六次方成正比，以及速度每增加一倍，氣動噪聲將增加18dB左右，因此，汽車產生的氣動噪聲顯得十分突出，這是由于汽車外形存在大的拐角、截面變化和各種突出物，氣流容易發生分離，形成復雜的非定常流，引發汽車表面空氣層極大的壓力脈動，從而產生氣動噪聲。該噪聲成為影響車內乘坐舒適性和的重要因素。汽車外形的復雜性以及氣動噪聲的產生和傳播的復雜性，導致對氣動噪聲產生的機理認識和控制還有一定的難度。
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解決方案
隨著計算流體力學和聲學計算方法的成熟，數值計算正在成為解決熱管理以及氣動噪聲問題的主要工具。ANSYSFluent幫助汽車制造商在產品設計時加入熱管理和外氣動仿真，提高新能源汽車制造中的競爭優勢，開發不同的產品以滿足不同的客戶需求。
1、外流場風阻分析
1.1 造型風阻分析
設計階段整車外造型風阻分析，針對車輛設計外觀造型進行優化，采用造型硬質模型進行風洞驗證。
1.2 整車風阻分析
開發階段整車風阻分析，針對整車空氣動力學套件（氣壩、氣簾、擾流板、格柵等）進行優化，采用試制樣車進行風洞驗證（一般會做一到兩輪風洞試驗）。
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培訓課程：
培訓時間：4月17日-18日
培訓地點：青島市海克斯康智慧產業園高新區華貫路885號
適用人群：工程技術、研究機構和高校等初次接觸Cradle軟件且對CFD仿真應用有興趣的人。
培訓目標：
?了解CFD仿真流程及規范：計算域的建立原則、分析條件設置、網格劃分原則、模型簡化原則等CFD解析中常見的規范性問題；
?能采用scFLOW和scSTREAM完成通用流體以及散熱分析
燃油晃動，作為航空、航海及汽車工業中一個重要的物理現象，一直以來都受到廣泛關注。在飛行器、船舶或汽車的運行過程中，由于外部擾動或內部燃料的消耗，油箱內的燃油會產生晃動。這種晃動不僅會影響燃油的供應穩定性，還可能對整體結構的安全性造成威脅。積鼎科技致力于在多相流，流體仿真（cfd），流體力學等研究中起到一定實用作用，VirtualFlow作為主要產品，具有極高的實用性，接下來我們將運用VirtualFlow
引 言
汽車造型的設計需要在審美和性能之間取得微妙的平衡。雖然流體模擬提供了評估給定形狀的空氣動力學性能的手段
“
在過去的幾年里，汽車產業一直蓬勃發展，并在許多方面經歷著本質的、革命性的變化。提高電池續航能力、減少環境污染是政府、行業市場和消費者共同的要求。然而，隨著電動汽車的類型，款式和技術的演變，消費者的需求也在不斷的變化，對汽車在電耗、安全性、舒適性、經濟性
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自2019年10月10日起，我將在平臺發布《新能源汽車PACK熱流場分析進階16講》。
當前我已經更新到第15期，感興趣的朋友可以關注和訂閱，微信：fxy331386375或加動力電池交流群：701157725關注公眾號：“新能源汽車熱管理仿真技"獲得更多免費資料。
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隨著計算機性能的不斷提高，CFD 軟件逐漸成為工程師的常用工具，在產品開發的初期就確立設計方案。今天所面臨的挑戰是如何更好地利用這些軟件，以及由誰使用。
“大約十年前，我們要說服人們相信CFD 及仿真可以帶來價值。今天，CFD 已經成為汽車行業中普遍使用的工具，應用于整個汽車開發流程的各個階段，”福特公司熱系統及空氣動力系統工程以及計算機輔助工程主管Burkhard
汽車開發中的空氣動力學及流體力學仿真
隨著計算機性能的不斷提高，CFD 軟件逐漸成為工程師的常用工具，在產品開發的初期就確立設計方案。今天所面臨的挑戰是如何更好地利用這些軟件，以及由誰使用。
“大約十年前，我們要說服人們相信CFD 及仿真可以帶來價值。今天，CFD 已經成為汽車行業中普遍使用的工具，應用于整個汽車開發流程的各個階段，”福特公司熱系統及空氣動力系統工程以及計算機輔助工程主管
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Flowmaster V7汽車版就是針對用戶需求應運而生的，它建立在Flowmaster V7平臺之上，集多項功能于一體：基于V7版的求解器、具有專業圖形界面的汽車元件庫、高級汽車系統建模功能，使用戶建立網絡模型和求解比以前更快捷，更容易。
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