汽車風阻仿真的案例
『分享』關于汽車風阻系數的一點解釋
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 汽車風阻系數的水很深，一篇文章幫你理性吃瓜
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 基于Actran的汽車風噪仿真技術及應用案例
圖5-9 車內測點頻譜曲線，由于涉密原因隱去坐標值，僅顯示趨勢
在項目執行中期階段，該品牌汽車風噪開發人員表示Actran可以完成AWPF和TWPF的計算，且車內空腔六面體網格技術效率較高，在較短的時間內得到的曲線整體趨勢與實驗吻合度較好。仿真得到噪聲曲線對窗結構的邊界條件定義較為敏感。我們觀察到仿真結果在頻率上的抖動，有可能為窗結構的邊界與實際存在不一致，產生較強的模態效應所致，這方面作為該汽車企業風噪仿真后續工作的調整方向之一。
相關技術資料的獲取請聯系MSC相關技術人員。
展開 做仿真，除了自己信，別人都不信
二、做仿真只有自己信
仿真能代表真實世界嗎？
更不能。仿真的本質是在電腦中建立真實世界的數學模型，在這個過程中，為了防止電腦爆炸，必須做到抓大放小。忽略或簡化那些不重要的特征，在精度和計算量之間做權衡。
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%。
他們都沒錯，因為仿真和真實世界之間本就有偏差，而且這個偏差往往比試驗的偏差更大。只要偏差在可容忍范圍，或者對同一類問題，仿真結果與試驗的變化趨勢是一致的，那么仿真結果就可接受，有工程價值。
仿真工程師做了哪些簡化，自己心知肚明，具有相當的理論自信。但外人并不知道這些——你的仿真整個一黑箱模型，我又看不見它咋算的，憑什么讓我信？
三、你們不要再打了啦
試驗和仿真都是對現實世界的模擬，各有優缺，它們二者之間不應是對立和取代的關系，而應是互補。
有的場景仿真很難算準，比如結構的強非線性問題，比如復雜的湍流問題，再比如多物理場耦合問題，都讓仿真工程師頭大。
而有的場景試驗又很難涉足，比如等尺寸的飛機氣動測試，比如火箭高超聲速運動，再比如沖擊爆炸問題，試驗工程師看一眼就渾身發抖。
成本低是仿真的最大優勢，因此其最適合用在產品開發初期的探索性設計和優化。待初步定型之后再生產加工，做試驗驗證。
國內長期以來都存在輕仿真重試驗的情況：你如果看到一個企業只有仿真部沒有試驗室，肯定會驚掉下巴，但反過來卻是常態。
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