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鄒平,牛貝貝,張成.CFD方法的汽車空調風道結構優化[J].汽車零部件,2021(08):55-58. 摘要: 利用 CFD 方法對某車型空調風道內流場進行了仿真分析, 通過對其流動過程的分析尋找出空調風道結構中存在的風量 分配不均等問題, 對汽車空調風道進行了結構優化。

</p><p><strong>熱管模擬仿真目的</strong></p><p>通過CFD技術模擬熱管的實際工作過程，以預測和優化其熱傳輸性能。仿真可以實現以下幾個目的：</p><p><strong>設計優化：</strong>基于仿真數據，可以調整熱管的幾何形狀、管徑、管長、翅片結構等關鍵參數，以最大化其熱傳輸效率。

圖2 電子芯片散熱結構的自動化優化設計流程圖 圖3 AIPOD優化流程搭建示意圖，只需要簡單的流程搭建即可開始優化 1.基于參數化建模方法，有助于AIPOD優化方案的實時驗證、評估和方案迭代，保證優化方案的可行性；2.基于AIPOD的自動化優化流程，可以有效減少用戶手動操作的過程，基于優化算法的自動尋優也有助于發現新的散熱結構設計方法； 3.基于AIPOD中集成的智能優化算法

1.2 　邊界條件與收斂條件的確定 由于氣流流動的最大馬赫數小于0.3，因此假設氣體流動為不可壓縮定常流。

在汽車行業，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，有限元科技CAE應用項目幾乎可以涵蓋所有環節。今天和大家分享的是：汽車設計中的結構/材料優化分析。結構/材料優化優化設計包括尺寸優化、形狀優化、形貌優化和拓撲優化，而表現在汽車設計中則有輕量化、材料節能環保、提高動力性能等。

圖四 拓撲條件 為了可視化拓撲優化后結構力學特性，我們需要設置Analysis Settings里的Output Controls的屬性： Export Design Properties:當上游靜態結構或模態分析系統時，此屬性可用于結構優化分析，可以在與上游分析相對應的結構優化分析中創建變形、應力、應變等結果，能夠檢查優化設計的機械行為，在這里我們選用All Accepted

隨著計算機的發展，結構優化算法取得了較大的發展。根據設計變量的類型不同，結構優化已由較低層次的尺寸優化發展到較高層次的結構形狀優化，進而發展到更高層次的拓撲優化。優化算法也由簡單的準則法發展到數學規劃法，進而發展到遺傳算法等。在保證產品達到某些性能目標并滿足一定的約束條件的前提下，通過改變某些允許改變的設計變量，使產品的指標或性能達到最期望的目標，就是優化方法。

在保證模具零件強度的前提下，為了使金屬流動更均勻，根據型材擠壓形狀的實際需要，模具初始設計采用蝶形、4分流孔結構，分流孔前端設置15 mm的入料口位置下沉，上模結構如圖2所示。

仿真可以實現以下幾個目的： 設計優化：基于仿真數據，可以調整熱管的幾何形狀、管徑、管長、翅片結構等關鍵參數，以最大化其熱傳輸效率。 性能預測：通過CFD技術，可以預測熱管在不同工況下的溫度分布、壓力變化、傳熱效率以及響應速度等關鍵參數。 流動與傳熱特性分析：揭示熱管內部的流體流動和傳熱特性，觀察到流體在熱管內的流動路徑、流速分布、壓力分布以及溫度分布等關鍵信息。

當然不是，剛度性能提升是要滿足結構最優化設計原則，即通過結構優化設計來提升材料有效利用率，而不是靠粗暴地堆疊材料來提升剛度性能。在提升剛度性能時還要考慮輕量化要求，只有通過結構優化設計才能夠在滿足剛度性能要求時，同時滿足動力經濟性的要求。 結構優化包括拓撲優化、形狀優化等方法在優化車身性能中具有非常重要的作用。拓撲優化可以合理優化材料分布，識別車身結構薄弱點。

隨著計算機的發展，結構優化算法取得了較大的發展。根據設計變量的類型不同，結構優化已由較低層次的尺寸優化發展到較高層次的結構形狀優化，進而發展到更高層次的拓撲優化。優化算法也由簡單的準則法發展到數學規劃法，進而發展到遺傳算法等。在保證產品達到某些性能目標并滿足一定的約束條件的前提下，通過改變某些允許改變的設計變量，使產品的指標或性能達到最期望的目標，就是優化方法。

隨著計算機的發展，結構優化算法取得了較大的發展。根據設計變量的類型不同，結構優化已由較低層次的尺寸優化發展到較高層次的結構形狀優化，進而發展到更高層次的拓撲優化。優化算法也由簡單的準則法發展到數學規劃法，進而發展到遺傳算法等。在保證產品達到某些性能目標并滿足一定的約束條件的前提下，通過改變某些允許改變的設計變量，使產品的指標或性能達到最期望的目標，就是優化方法。

采用有限元分析法研究在靜力情況下支架部件的受力情況，找到結構設計優化點。通過NX Nastran仿真對顯微鏡支架結構建模進行驗證，對顯微鏡支架部件結構強度和剛度進行校核，判斷結構設計的可靠性。依據仿真結果對顯微鏡支架的優化表明，優化后最大綜合應力減小3.403，最大應變位移減小0.078。在滿足結構穩定性的前提下，優化后支架質量減少8.5%，滿足輕量化設計需求。

塑膠發泡射出成型-熔體流動、發泡特性及結構強度之探討 為了能進一步清楚掌握塑膠發泡射出成型之熔體流動性、發泡特性以及結構強度之變化，本文章分享一種氮氣與熔融塑膠混合的機制之新穎設計（研究團隊與廠商共同合作）（圖1），與常見的發泡工藝不同，是將傳統的氣體輔助設備與塑膠射出成型機的射出料管機構相結合的新穎設計，螺桿本體結構為中空設計，并將透氣鋼嵌入射出螺桿頭尖端的頸部用以輸出氣體，氣體輔助設備用作氣體供應源

image_process=/format,webp" data-initial-src="https://img.jishulink.com/static/web/youku-case.png"> </jsk> </div><h2>如何開展結構拓撲優化分析？</h2><p>本文以一個C型夾的結構拓撲優化案例來演示基本拓撲優化定義流程，結構受力工況如下圖所示。

基于此，本文在該影響因素分析結果下，對盤形軋制結構的關鍵零件進行優化分析，即對螺桿結構進行優化。15 mm和5 mm螺距的螺桿仿真分析結果如圖3所示。

關鍵詞：復合材料機翼結構布置；布置優化；加筋壁板優化；Hypersizer引言 機翼結構設計是飛機總體設計中的重要組成部分，當 前大型民用飛機機翼重量約占使用空機重量的 20%~30%。 對于民機而言，飛機結構減重對減小輪檔油耗、降低運營 成本、提升飛機市場競爭力具有重要意義。

優化問題的目標是整體結構的剛度最大，實現方法是使整體結構的總應變能最小，約束包括體積約束和設計變量的上下限約束。結構桿件的初始橫截面是通過體積約束確定的。算法的優化列式如下：圓環優化的命令流如下（收費內容，也可以聯系qq：290539594）.

圖四 拓撲條件為了可視化拓撲優化后結構力學特性，我們需要設置Analysis Settings里的Output Controls的屬性：? Export Design Properties:當上游靜態結構或模態分析系統時，此屬性可用于結構優化分析，可以在與上游分析相對應的結構優化分析中創建變形、應力、應變等結果，能夠檢查優化設計的機械行為，在這里我們選用All Accepted Iterations

在第一步中，基于順應性最小化（或剛度最大化）進行拓撲優化，以獲得均勻的材料密度分布。在第二步中，開發了一種新的去均質方法，將均質材料轉化為隨機多孔結構。通過幾個算例驗證了該方法的有效性。由于采用隨機材料和相關的密度約束，與由固體材料制成的優化結構相比，優化的多孔結構表現出更高的順應性。然而，結果表明，均質結構和去均質多孔結構之間的柔度值差異很小（即小于 6.99% ）。