整车CFD仿真解决方案
汽车外流场CFD模拟
第30卷增刊 2007年12月合肥工业大学学报(自然科学版)J OURNAL OF HEF EI UNIV ERSI TY O F TECHNOLO GYVol.30Sup Dec.2007 收稿日期22作者简介许志宝(6),男,山西大同人,安徽江淮汽车股份有限公司工程师汽车外流场CFD 模拟许志宝(安徽江淮汽车股份有限公司技术中心,安徽合肥 230022)摘 要:汽车的空气动力学特性很大程度影响着汽车的经济性、动力性以及稳定性。
该文利用C FD 方法对某款汽车的外流场进行模拟,模型模仿风洞实验,计算出该汽车的风阻系数和升力系数,并对尾部扰流板进行了改进,最终得到了满足设计要求的流场性能。
关键词:汽车空气动力学;CFD ;涡流;风阻系数中图分类号:U46111 文献标识码:A 文章编号:100325060(2007)(Sup )20162203The CFD simula tion of exter ior flow f ield ar oun d a ca rXU Zhi 2bao(Technological Cent er ,A nhui Ji anghuai Auto m o bil e Co.,Lt d ,Hefei 230022,China)Abstract :The ae rodynamics infl uences great ly t he dynamics properties ,t he f uel economy and t he oper 2ati ng performance of car s.This paper di sc usses t he application of t he CFD met hod in our automobile in exterior flowfield ,si mulat es t he model of t he experi ment of wi nd t unnel ,cal culat es t he dra g coeffi 2cient and lif t coefficie nt ,and int roduce s how we modif y t he empennage and get a good resul t.K ey w or ds :aerodyna mics ;C FD ;t urbulence ;drag coefficient0 引 言随着汽车行驶速度的提高,作用在汽车上的气动力也越来越大。
汽车行业电池热管理CFD分析方案
将多个模组加入整包模型当 中，并加入整车热管理模型，对 能量管理进行预测，并推进能量 管理设计。
整包级别仿真：
整包热管理性能预测
温度分布
试
标定后的仿真 验
已删除
值
标
定
单体级仿真： 单体电芯模型标定
四、问题讨论
4.1 较为先进的电池热管理仿真方法
方法一（电化学模型） ① BDS建立电芯模型，并完成循环工况的
三维乘员舱模型 三维前端进气模型
整车一维模型
三维电池包模型
三、电池热管理CFD分析案例分享
3.7 电池包正向开发
离散电池单元，根据欧姆定律和泊松定 律确定电压、电流、内阻、发热量在单电芯 内的分布。
根据自然对流加载对流换热系数，与电 池上温度传感器进行温度标定。
电流分布 电压分布
初次仿真 已删除
将单电芯引入模组并加冷却 结构，对该模块的热管理性能进 行预测，为热管理设计提供技术 支撑。
整包温差、模组温差、平均温度，获取电芯串并联方式 电芯电流、比热容 冷却结构、工质、流量 流场、温度场仿真 部件选型、策略制定 仿真模型验证、系统测试及整车测试
26
目录 Contents
1 背景简介 2 电池热管理开发流程 3 电池热管理CFD分析案例分享 4 问题讨论
三、电池热管理CFD分析案例分享
仿真计算误差较大的主要不确定因素： 1.电池热源估算
2.进水温度为恒定值
三、电池热管理CFD分析案例分享
6. 电池包热管理策略仿真
• 一维软件与三维软件耦合分析 • 热管理策略优化分析：
① 电池包加热的时间要求 ② 电池包温升得到有效控制 ③ 模组及整包的温差要求 ④ 热管理系统的能量消耗 ⑤ 热管理系统对其它系统的影响
基于CFD的汽车外流场数值模拟及优化
基于CFD的汽车外流场数值模拟及优化钱娟;王东方;缪小东;苏国营【摘要】以某客车车型为研究对象，利用CATIA和FLUENT软件结合进行三维外流场模拟分析及车型优化。
通过对汽车进行数值模拟计算，并对优化后的模型进行气动特性分析，减小了气动阻力系数并为汽车造型优化提供了基本的参考。
【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2016(038)004【总页数】4页(P74-76,92)【关键词】空气动力学;fluent;数值模拟;造型优化【作者】钱娟;王东方;缪小东;苏国营【作者单位】南京工业大学机械与动力工程学院，南京 211816;南京工业大学机械与动力工程学院，南京 211816;南京工业大学机械与动力工程学院，南京211816;南京工业大学机械与动力工程学院，南京 211816【正文语种】中文【中图分类】U461.10 引言汽车空气动力特性是指在运动过程中与空气的作用力对汽车燃油经济性、操纵稳定性、舒适性等性能有重要影响[1]。
汽车空气动力学的研究通常是对汽车性能、汽车流场与压强、冷却系统等内容进行，可以降低气动阻力系数从而改善稳定性，可以减小空气阻力来提高燃油经济性，可以通过改善内部空气流通散热提高乘坐舒适性[2]。
计算流体力学CFD（Computational fluid dynamics）广泛应用于各种数值计算，其基本思想是用一个离散的变量值的集合来代替原先在时间、空间域上连续的物理量场，并建立起能够代表变量关系的方程组，最后求解方程组得到变量近似解[3]数值。
计算CFD技术在模拟流场时的优势首先体现在利用CFD可以充分模拟流动结构，为之后开发者有效的发现问题和改进方案；其次与试验相比缩短设计周期、节省试验开销。
1 数值模拟的基本控制方程汽车空气流动的特性实质是流体流动、换热的问题，任何流体流动问题都要遵守基本物理守恒定律，本文可以用Navier-Stokes方程来描述，在笛卡尔坐标中x、y、z三分量上的动量方程：式中：P—流体微元体所受压力；Fx、Fy、Fz—微元体中流体受到x、y、z三个方向上的体力。
电动汽车机舱散热问题cfd仿真分析优化及试验验证
汽车工程学报 Chinese Journal o汽f A车u工to程m学oti报ve Engineering
Vol.9 No.6 Nov. 20第199 卷
电动汽车机舱散热问题 CFD 仿真分析优化及试验验证
李喆隆，李 涛，李现今
（北京新能源汽车股份有限公司，北京 100176）
目 前， 分 析 电 动 汽 车 机 舱 散 热 问 题 有 两 种 方 式：环境舱试验和 CFD 仿真。环境舱试验包括整车 热平衡试验和整车降温试验。由于现阶段机舱内散 热器能力的盈余，电动汽车热平衡试验发现的问题 往往是电机、绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）和电池的零部件内局部 过热。机舱内冷凝器是否有足够的散热能力，会在 电动汽车降温试验中体现出来。该试验方法 的优点 是可信度高，能够为研发提供直接的整改依据；缺 点是成本高、周期长，不能在设计初期及时发现问 题。CFD 仿真的优点是成本低、周期短，能够在研 发早期发现关键问题，缩短整车开发周期。然而要 想完全模拟电动汽车降温试验，需要三维机舱热流 场、整车一维能量流、空调箱和乘客舱的三维热流 场共同的瞬态耦合计算，目前国内几乎难以完整开 展。通过模拟机舱内稳态的流场来获得关键信息是 当前可行的技术路线。目前，大部分国内车企采用 仿真与试验相结合的方式来解决机舱散热问题。
LI Zhelong，LI Tao，LI Xianjin
（Beijing Electric Vehicle Co.，Ltd.，Beijing 100176，China）
Abstract：The average head temperature of the pilot and copilot was found to be higher than the target value in the air conditioning performance test of an electric vehicle prototype，demonstrating a lack of cooling capability of the vehicle. A 3-D CFD simulation of electric vehicle under-hood flow was conducted to investigate the flow distribution and the cause of insufficient cooling capability. Through adding a condenser deflector and adjusting the grill opening，the air intake volume of the grill section was increased largely during electric vehicle idling，which meant more fresh air would go through the condenser and the hightemperature circumfluence was reduced during both electric vehicle idling and moving. In the final test after the modification，the average head temperature of the pilot and copilot was 5 ℃ lower than before and even lower than the target value. Hence，under-hood components packaging is critical to the cooling capability of electric vehicles. Keywords：electric vehicle；under-hood flow；cooling capability；computational fluid dynamics；air mass flow
数据仿真驱动的产品设计流程优化
数据仿真驱动的产品设计流程优化一、数据仿真在产品设计中的应用背景随着科技的不断发展，产品设计面临着越来越复杂的挑战。
传统的产品设计流程往往依赖于经验和试错法，这不仅效率低下，而且可能导致产品质量不稳定和成本增加。
数据仿真技术的出现为产品设计带来了新的机遇。
在现代制造业中，产品的复杂性不断提高，涉及到多个学科领域的知识和技术。
例如，在汽车设计中，需要考虑机械结构、流体力学、电子系统等多个方面。
传统的设计方法很难在设计阶段全面考虑这些因素的相互影响。
数据仿真技术可以通过建立数学模型，模拟产品在不同工况下的性能表现，从而为设计师提供更全面的信息。
同时，市场竞争的加剧也要求企业能够更快地推出高质量的产品。
数据仿真可以在虚拟环境中对产品进行测试和优化，大大缩短了产品开发周期。
例如，在航空航天领域，通过数据仿真可以在设计阶段对飞行器的性能进行评估，避免了大量的实物试验，节省了时间和成本。
此外，消费者对产品的个性化需求也越来越高。
数据仿真可以帮助企业更好地了解消费者的需求，通过对用户数据的分析和仿真，设计出更符合用户需求的产品。
二、数据仿真驱动的产品设计流程1. 需求分析阶段在这个阶段，首先要收集和分析用户需求。
通过市场调研、用户反馈等方式，获取关于产品功能、性能、外观等方面的需求信息。
同时，还要考虑到产品的使用环境、法规要求等因素。
然后，利用数据仿真技术对这些需求进行量化分析。
例如，可以通过建立用户行为模型，模拟用户在不同场景下对产品的使用方式，从而更准确地确定产品的功能需求。
2. 概念设计阶段基于需求分析的结果，进入概念设计阶段。
在这个阶段，设计师会提出多个设计概念。
数据仿真可以帮助设计师对这些概念进行初步评估。
例如，可以通过建立简单的物理模型，模拟不同设计概念的基本性能，如力学性能、流体性能等。
通过对仿真结果的分析，筛选出具有潜力的设计概念，进一步细化和完善。
3. 详细设计阶段在详细设计阶段，需要对产品的各个部件进行详细设计。
基于CFD的汽车发动机舱热管理及优化
基于CFD的汽车发动机舱热管理及优化谢暴;陶其铭【摘要】为了研究汽车发动机舱热管理，设计出与整车开发流程相匹配的发动机舱热管理工作的模拟分析流程。
基于“计算流体力学”CFD软件中的STAR-CCM+，分析了某车型发动机舱的冷流场，提出其前端进气格栅的优化方案。
该优化方案使流经散热器与冷凝器的风量分别提升7.0%和9.6%。
获得了优化的发动机舱的温度分布云图及热平衡温度。
针对风险部件进行舱内热害仿真分析，得到目标监测点温度满足许用温度要求。
水温试验模拟仿真分析中的整车热平衡，仿真精度≥85%，舱内热害仿真精度≥95%。
结果表明：应用该流程具有较高的计算效率和可靠性。
%A simulation analysis process of nacel e thermal management was designed to investigate the thermal management in cabin of a developing automobile considering lfow match. An optimization scheme of the front air intake gril e was made by the nacel e cold lfow ifeld analysis to a model automobile based on the STAR-CCM+of the CFD (Computational Fluid Dynamics) software. The optimal scheme increased air volume by 7.0%for radiator and by 9.6%for condenser. The thermal equilibrium temperatures and the temperature distributions in the cloud for the optimal scheme were obtained to analyze the thermal pol ution in an automobile cabin. The target temperature for risk parts was obtained by cabin thermal damage simulation to monitor the satisfy requirement of al owable temperature. The thermal equilibrium simulation results for an automobile were veriifed by water experiments with an accuracy of 85%or higher. The cabin thermal damage has an accuracy of 95%or more.Therefore, the design process has a high computing efifciency and a high reliability.【期刊名称】《汽车安全与节能学报》【年(卷),期】2016(007)001【总页数】8页(P115-122)【关键词】汽车发动机舱;热害;热管理;CFD软件;冷流场;热平衡【作者】谢暴;陶其铭【作者单位】安徽职业技术学院机械工程系，合肥230011，中国;江淮汽车股份有限公司，合肥230022，中国【正文语种】中文【中图分类】TH123Dynamics); cold flow field; heat balance现代汽车采用的低车身、小型化的流线型设计趋向[1]，使得发动机舱内空间狭小、零部件安放位置紧凑；而增压+缸内喷、分层燃烧、双离合变速器(dual clutch transmission，DCT）等众多新技术在汽车上的应用，也使机舱内附件增多且产生较大的工作热量；从而易形成过热的发动机舱环境[2]。
CFD技术在汽车车身设计中的应用
CFD技术在汽车车身设计中的应用随着汽车科技不断的发展完善，车身设计的功能已经不仅仅是满足美感的要求，还包括空气动力学性能、安全性能等多个方面的考虑。
为了使车辆在行驶过程中获得更好的运行、性能和燃油经济性，汽车车身设计需要通过CFD技术来实现。
CFD技术是一种利用计算机模拟物理过程的方法，它可以模拟气体或液体经过物体表面时的流动情况，并且可以对流场内参数进行详细的数值计算。
在汽车设计中，CFD技术可以帮助设计师实现对流场进行可视化和计算分析做出了很大的贡献。
CFD技术在汽车车身设计中的应用主要有以下几个方面：1. 车身周围气流的分析利用CFD技术分析车身周围的气流情况，可以帮助设计师了解车身外形对流场的影响，从而进行调整，改善车辆的空气动力学性能。
在不同的风场状态下，通过CFD技术的帮助下，改变不同部位的车身外形，以达到优化空气阻力的效果。
2. 可视化设计汽车设计师可以利用CFD技术制作出汽车外形的三维模拟图，这些图可以让设计师直观的看到气流在车身表面的运行情况。
针对流场的可视化分析，可以帮助设计师通过直观的方式确定车身的外形，同时也可以将设计师现有的想法和概念以三维模拟的方式表现出来。
3. 优化车辆行驶性能CFD技术不仅可以分析气流情况，也可以模拟车辆在不同路面、不同条件下的行驶情况，验证车辆的操控性能和行驶性能。
通过模拟分析，设计师可以根据CFD模拟结果，针对车身部件做出设计调整，以改善车辆的行驶性能和燃油经济性。
4. 减少碰撞风险汽车在发生碰撞时对车辆及乘员的损害最小化是一个重要的目标，设计师可以借助CFD技术来评估车身的碰撞风险，并根据评估结果进行防护结构和保护措施的设计方案。
同时根据数学计算的结果，可以让设计师在车身防护措施的设计上更加的合理有效。
结论CFD技术在汽车车身的设计中能够帮助设计师实现多方面的要求，专注于汽车车身的气流分析，优化车身的外形设计，提高车辆的行驶性能，以及保证车辆在碰撞时的安全性能。
CFD技术在汽车车身设计中的应用
可供参考。 相对于国内汽车厂商较少的风洞试验次 数和经费投入，国外汽车厂商更多依靠试验来指导 局部细化及小改换代以更新造型，达到优化空气动 力 学 的 目 的[1~3]。
从空气动力学分析中常见的局部问题着手，探 讨 CFD 技术对车身设计的辅助作用，如发动机舱进
保证计算效率的前提下提高了仿真精度。 该模型不 仅能够满足法规静压强度要求， 对于比整车碰撞更 苛刻的各种部件碰撞工况如平面墙撞击、 半面墙撞 击、低位水平杆撞击、高位水平杆撞击、垂直杆撞击 等， 也能够很好的贴近试验曲线。 通过与实体单元 模型比较可知， 本文有限元建模既提高了模型的计 算精度，也保证了模型的计算效率，能够满足工程实 用要求。
空气动力学分析，可以评估发动机舱散热性能，预测
2013 年 第 4 期
A B
-1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 压力系数
图 2 进气格栅附近的压力系数
3.2 换气性能评估 通过观测通风盖板处压力系数分布， 可以了解
空调的换气性能， 确定空调新风入口处的压力系数 是否满足设计要求。 进气口位置应该设立在压力系 数较大的区域。
主题词：车身设计 ＣＦＤ 空气动力学 局部评估 中图分类号：U462.3 文献标识码：A 文章编号：1000－3703（2013）04－0014－04
Application of CFD Analysis Method in Vehicle Design
Wang Jun, Gong Xu, Li Yilin, Ye Jian （Changan Automotive Engineering Institute, CAE Department） 【Abstract】Beginning from some typical local problems in automotive aerodynamics analysis, the researchers investigate the function of CFD （Computational Fluid Dynamics） analysis in vehicle design and describe following details in this article, including evaluation of under -hood air inflow heat dissipation, efficiency evaluation for HVAC airflow exchange, A-pillar modification, wind noise estimation for rearview mirror, rear spoiler and front bumper optimization, etc., which are adopted to examine body design, and provide reference to vehicle aerodynamic analysis.
某纯电动车机舱CFD仿真计算与优化
某纯电动车机舱CFD仿真计算与优化摘要：在某纯电动午设il•开发阶段，对机舱内流动悄况进行三维CFD仿真汁算。
基础年空讣算结果发现从格冊进入的空气从冷却模块两侧及底部泄露严重，冷却模块前出现热返流现象。
为提高机舱内冷却模块的散热能力，提出2 种改进方案。
结果表明，在热负荷最为恶劣的110km/h的匸况下，方案二比基础方案的冷凝器进风虽提商了19%, 散热器进风量提« f 8%.格栅利用率提高了16£散热器进风溫度降低了 3 °C。
关键词：纯电动车，发动机舱，数值模拟，优化。
0前言对于传统车，汽车发动机舱内结构布豊非常紧凑，散热比较困难，如果前期未充分考虑发动机舱的布置对机舱内气流分布的影响，容易造成机舱整体或是局部温度过髙加。
而而对于纯电动车，机舱内布置相对宽松，虽然没有发动机及排气管路高散热部件，但纯电动车的动力电池、充电机、电机控制器等部件冷却需求很高，冷却系统的冷却液温度相对传统车低很多。
对于采用水冷式的动力电池需要空调对其进行冷却，这导致冷凝器的散热量增加，散热器进风温度提高，同时髙车速时散热器目标需求散热量很大:“，机舱布置不当容易造成冷却系统温度超高。
这就要求机舱内布苣要合理，以保证冷却模块的进风量及进风温度需求。
因此，在车型设计开发前期，对纯电动车机舱内的空气流动进行研究对判断机舱内布宜是否合理以及冷却模块性能是否满足要求尤为重要。
本文针对某新开发的纯电动车型，对其机舱内的气体流动进行了三维CFD分析，并根据基础车型存在的格栅进气利用率不高及冷却模块前端热返流的问题，提出了优化方案。
1计算模型与计算方法计算模型建立与实车尺寸比例为1:1的三维模型，同时为了能够得到比较准确的汁算结果，在几何模型处理过程中尽量保留机舱内的所有关键部件。
车身、底盘、动力电池等保持真实的结构特征，而对进气影响比较大的格栅，冷却模块及冷却模块前的部件加密精细处理。
前端冷却模块布置方式为（CRFM形式）⑶，即冷凝器、散热器和风扇的排列形式。
基于CFD的汽车外流场数值模拟及优化
分类号 密级U D C 编号硕士学位论文基于CFD 的汽车外流场数值模拟及优化二零一五年五月研究生姓名： 查朦导师姓名： 苏小平申请学位级别： 硕士一级学科名称： 机械工程二级学科名称： 机械制造及其自动化Numerical Simulation and Model Optimization For Carbody Base on CFDA Thesis Submitted toNanjing Tech UniversityFor the Academic Degree of Master ofEngineeringBYMeng ZhaSupervisor: Prof. Xiaoping SuMay. 2015学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
研究生签名：日期：学位论文的使用声明□1、南京工业大学、国家图书馆、中国科学技术信息研究所、万方数据电子出版社、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文并通过网络向社会提供信息服务。
论文的公布（包括刊登）授权南京工业大学研究生部办理。
（打钩生效）□2、本论文已经通过保密申请，请保留三年后按照第一项公开（打钩生效）□3、本论文已经通过校军工保密申请，不予公开（打钩生效）研究生签名：导师签名：日期：日期：硕士学位论文摘 要随着汽车工业技术及经济的发展，人们对汽车安全性、舒适性要求越来越高，而这很大程度上取决于汽车空气动力特性。
由于近年来数值计算理论及计算技术的发展进步，在新车开发初期越来越趋向于采用计算流体力学对汽车空气动力性能进行测试计算，该方法试验周期短、耗资少。
汽车碰撞仿真优化设计基于CFD仿真软件FLUENT开发分析技术
汽车碰撞仿真优化设计基于CFD仿真软件FLUENT开发分析技术汽车碰撞是一项非常重要的研究领域，在汽车设计和安全性能评估中具有关键作用。
传统的试验方法需要大量的时间和费用，而且往往受到实验条件的限制。
因此，利用计算流体力学（CFD）仿真软件FLUENT进行汽车碰撞仿真优化设计成为一种高效、准确且经济的方法。
使用CFD仿真软件FLUENT进行汽车碰撞仿真可以分析车辆的性能和安全性能，优化设计以提高车辆的碰撞安全性。
以下是基于CFD仿真软件FLUENT开发的分析技术：1. 碰撞模型搭建：首先，需要建立汽车碰撞的模型。
根据实际的车辆结构和材料，利用CAD软件绘制车辆模型。
将车辆导入到FLUENT中，创建合适的网格，并设置边界条件、材料属性等参数。
2. 碰撞力分析：通过CFD仿真软件FLUENT的求解器，可以获取车辆碰撞时的动力学特征。
通过应用质量守恒、动量守恒和能量守恒等原理，可以计算和分析碰撞中的作用力、压力分布、速度和动能转化等信息。
这些数据可以帮助评估车辆在碰撞中的表现。
3. 碰撞安全性评估：通过CFD仿真可以对车辆碰撞过程中发生的事故进行模拟和评估。
通过对模拟结果的分析，可以评估车辆在碰撞中的刚度、变形和应力分布情况，从而判断其安全性能。
这种通过仿真进行的评估可以有效减少实验过程中的危险和费用，提高设计和研发过程的效率。
4. 优化设计：利用FLUENT进行碰撞仿真可以帮助优化车辆的设计。
通过对不同设计变量的调整和模拟分析，可以评估不同设计方案在碰撞安全性方面的性能差异，并找到最佳设计方案。
这可以在车辆设计的早期阶段就评估不同设计方案的碰撞效果，并指导后续的优化设计决策。
5. 碰撞后续分析：CFD仿真软件FLUENT还可以用于汽车碰撞后的分析。
通过模拟车辆碰撞后的情况，可以评估车辆的损伤程度、安全气囊的展开情况以及车辆内部空间的安全性能。
这些数据对于改进车辆的设计和安全性能具有重要意义。
总结起来，基于CFD仿真软件FLUENT的汽车碰撞仿真优化设计分析技术可以帮助汽车制造商和研发人员更好地评估车辆的碰撞安全性能，优化设计，减少实验成本和时间，提高车辆的安全性能。
汽车压缩机热害问题的CFD仿真优化及试验验证
图1 机舱网格模型图
图2 整车计算模型图
1.3 试验及仿真的边界条件
考察发动机舱内部件热保护能力的环境舱试验的工况为车速
图3 压缩机相对位置图
2.2 格栅开孔
考虑通过增加压缩机表面的对流换热来降低温度，希望通情形一正对压缩机的前格栅处开口，增加发动机舱的冷风图4 格栅开口正视图图5 格栅开口背视图
图6 原叶风扇，8叶图7 大风扇，7叶
图8 预催隔热罩形状及与压缩机的相对位置
2.6 更改预催隔热罩材料的属性
图10 压缩机最高温度分布
图9 优化后预催隔热罩形状
2.8 优化预催隔热罩同时下移压缩机
图11 压缩机周围流线分布图
综上所述：压缩机产生的热害问题主要是由预催辐射和流过排
气歧管气体的热传导造成的。
3.2 前格栅开口计算结果
3.3 更改大风扇的计算结果
图12 不同标尺下压缩机表面温度分布图
图13 不同标尺下压缩机表面温度分布图
图14 不同标尺下压缩机表面温度分布图
图15 压缩机表面最高温度分布位置图图16 不同标尺下压缩机表面温度图17 压缩机温度分布云图和周围流线图
3.4 压缩机下移50mm计算结果
3.5 增加预催隔热罩的计算结果
压缩机的最高温度为如图15所示，在预催增加隔热罩后，压3.6 更改预催隔热罩材料属性
为了降低辐射效果，尝试通过改变预催隔热罩的材料属性，增
图18 压缩机温度分布图和周围流线图
表1 压缩机表面仿真分析的最高温度统计
情形一情形二情形三情形四情形五情形六情形七情形八热害试验。
某轿车气动特性的CFD分析及优化
从 图 ４对称 面压力 云 图可 以看 出 ， 车头 缘角 、 挡风玻 璃 以及行 李 箱盖 后缘 等 压线 比较密 集 ， 味着 较 意
大 的压强梯 度 ， 而正压 区压强 梯度大 意 味着 该 区域平均 压强大 和流 动能量损 失大 ； 而在负 压 区压 强梯 度大 则 意 味着该 区域平 均压 强低 和流动 能量损 失大 ， 两者相 互作用 的结果 就是气 动阻 力大．
文 章 编 号 ：０ ０ ５ １ （ ０ ２ ０ ０ ６０ １ ０ — ８ １ ２ １ ） ２０ ５ — ６
某轿 车气 动特 性 的 Ｃ Ｄ分 析及 优 化 Ｆ
张 怀 华 ， 江 磊 ， 建 成 容 郭
（． 南 长 丰 汽 车 沙发 有 限责 任 公 司 ， 南 永 州 １湖 湖 ４ ５ ０ ； ． 汽 大 众 汽 车有 限公 司 ， ２１１ ２一 吉林 长 春 １０ １ ； ３ ０ １ ４０８） １０ ２ ３ 湖 南 大 学 汽 车 车 身 先 进 设 计 制 造 国 家重 点 实 验 室 ， 南 长 沙 ． 湖
中 图 法 分 类 号 ： ６ ． Ｕ４ １ １ 文献标 识码 ： Ａ
０ 引 言
随着现 代汽 车工业 和高速 公路 的发展 ， 全球 汽车每 年 的产 销量 和保有 量不断 增加 ， 汽车产 业 巨大 的能
源需求 ， 给石 油资 源带来 越来 越大 的压力． 而汽 车的燃 油 消耗 与其 空气 动力 学性 能 ， 别是 气 动阻 力 有很 特 大 的联系． 究 表 明， 研 当车速 达到 ８ ｍ／ ０ｋ ｈ时 ， 气动 阻力 与滚 动 阻力 几 乎 相等 ； 当车速 为 １０ｋ ｈ时 ， ５ ｍ／ 气
汽车整车-CFD应用简介
CFD技术在汽车整车产品设计中的应用简介✓阻力、升力、侧向力分析✓泥/水附着、车辆涉水分析✓气动噪声、噪声传播分析ANSYS FLUENT可以对汽车整车进行详细的空气动力学仿真，获得详细的流场细节特征分布情况，使用户更好地理解整车的空气动力学性能，为气动减阻、降噪等问题提供帮助。
✓包含发动机舱的整车详细空气动力学分析✓冷却风扇、冷凝器、散热器的分析✓传导、对流及辐射换热分析ANSYS FLUEN可以对整车及发动机舱进行热管理分析，获得详细的冷却模组进气量及温度场细节特征分布情况，为机舱内部的热设计、热保护提供帮助。
汽车是由几千个零部件组成的复杂产品，在研发过程中常涉及到多种多样的流体力学方面的工程问题，随着现代CFD仿真技术的日趋成熟，企业完全可以将这种先进的研发手段与传统的试验和设计经验相结合，形成互补，从而提升研发设计能力，有效指导新产品的研发设计，节省产品开发成本，缩短开发周期，从而大幅度提高企业的市场竞争力。
下文是CFD仿真技术用于解决汽车整车产品研发过程中常见工程问题的简要介绍：✓空调系统风流量分配及空调管路噪声分析✓除霜、除雾分析✓乘员热舒适性分析ANSYS FLUENT可以进行瞬态的除霜、除雾过程分析，可以进行包含太阳辐射的乘员舱热舒适性分析，可以进行空调管路的风流量分配及噪声分析，为产品设计提供帮助。
✓进排气及缸内流动分析✓缸内喷雾、燃烧分析✓排气后处理分析ANSYS FLUENT可以对进排气系统进行分析，获得瞬态的缸内流动特性，可以分析缸内的喷雾、燃烧过程，可以分析三元催化器、SCR系统的工作过程等。
✓车灯和灯室内的流场及温度场分析✓油箱加注过程分析、油箱晃动分析✓电池单体放电过程发热分析、电池组冷却散热分析ANSYS FLUENT可以对车灯、油箱加注、油箱晃动、电池发热、电池组冷却等问题进行分析，此外还可以对刹车系统冷却、涡轮增压器、液力变矩器、燃油泵、齿轮泵、摆线泵等零部件进行分析。
汽车仿真行业行业行业痛点与解决措施
缺乏统一标准
缺乏统一标准会导致不同仿真软件和工具之 间的兼容性和互操作性差，影响仿真的可靠 性和可重复性。
目前汽车仿真行业缺乏统一的行业标准和规 范，导致不同软件和工具之间的数据交换和 模型互操作性存在困难。为了解决这一问题 ，需要制定统一的行业标准和规范，促进不 同软件和工具之间的兼容性和互操作性，提
仿真效率低下
仿真效率低下会严重影响仿真工作的 效率和效果，导致仿真成本增加和仿 真周期延长。
VS
目前汽车仿真行业的仿真效率普遍较 低，主要是由于仿真模型复杂度高、 算法复杂度大以及计算资源有限等因 素导致的。为了提高仿真效率，需要 采用高效的算法和并行计算等技术， 优化仿真流程和模型，提高计算资源 的利用效率。
详细描述
5G网络能够快速传输大量的仿真数据和实 时传感器数据，使得车辆在真实环境下进行 仿真测试成为可能。这不仅提高了测试的逼
真度，还有助于降低测试成本和风险。
THANKS
谢谢您的观看政府在汽车仿源自行业中的政策支持痛点缺乏相关政策支持和资金扶持，行业发展受限。
解决措施
制定相关政策，提供资金支持和技术指导，鼓励企业加 大研发投入。
04
未来展望
人工智能在汽车仿真中的应用
总结词
人工智能技术为汽车仿真提供了强大的计算能力和数据分析能力，有助于提高仿真精度和效率。
详细描述
通过机器学习和深度学习算法，人工智能可以自动处理大量数据，进行高效的模型训练和优化。这使 得汽车仿真更加准确、快速，为设计、优化和验证提供有力支持。
03
案例分析
某汽车制造企业的仿真应用
痛点
缺乏高效、准确的仿真模型，导致研发周期长、成本高 。
解决措施
采用高精度仿真模型，结合实际测试数据，进行实时仿 真和优化。
某SUV车型发动机舱CFD仿真计算与优化
某SUV车型发动机舱CFD仿真计算与优化随着汽车技术的不断发展，CFD仿真计算成为汽车研发过程中不可或缺的一部分。
在这篇文章中，我们将介绍某款SUV 车型发动机舱CFD仿真计算与优化的案例。
首先，我们通过计算流体力学(CFD)分析车辆的空气动力学性能。
通过分析车辆外形和风道结构，我们可以制作车辆的CFD模型，并将该模型导入CFD程序进行计算。
在计算过程中，我们的目标是获得车辆的风阻力系数和空气动力学性能参数，如风力矩和升力。
当我们获得了汽车的CFD计算结果后，我们可以根据这些结果来对发动机舱进行改进。
例如，我们可以考虑对发动机散热器的位置和结构进行优化，以提高其冷却效果。
我们也可以对空气进气管和排气管进行优化，以提高进气和排气效率，从而提高发动机的性能和燃油效率。
在优化发动机舱的过程中，我们还需要考虑到发动机和车辆的整体设计和布局。
例如，我们需要确保优化后的发动机舱既能够满足发动机的冷却需求，又能够与车辆的空气动力学设计相协调。
此外，我们还需要考虑优化后的发动机舱是否能够实现生产和制造的可行性。
最终，通过CFD仿真计算和优化，我们可以在不进行实际物理测试的情况下快速改进车辆的设计和性能。
这不仅可以节省时间和成本，还可以提高车辆的竞争力并满足客户的需求。
因此，CFD仿真计算和优化已经成为汽车研发过程中不可或缺的一部分。
除了优化发动机舱，CFD仿真计算还可以应用于车辆的气动外形设计、制动系统优化、车内气流分析等方面。
例如，在车辆的气动外形设计中，我们可以使用CFD仿真计算来预测车辆在不同速度下的风阻力系数和升力，从而优化车辆外形设计，提高车辆的空气动力学性能。
在制动系统优化方面，我们可以使用CFD仿真计算来模拟刹车鼓或刹车盘在制动时产生的高温、气流和热应力等因素，以评估制动系统的性能和耐久性，并优化制动系统的设计。
此外，在车内气流分析方面，我们可以使用CFD仿真计算来模拟车辆内部的气流分布和循环，从而优化车内气流设计，提高车辆内部的舒适性和空气质量。
CFD模拟仿真理论知识：理解与应用
CFD模拟仿真理论知识：流体仿真应用
本文将介绍CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体动力学）模拟仿真理论知识的原理、方法和应用。
通过本文对CFD的深入理解，并了解如何运用这一理论解决实际问题。
一、CFD模拟仿真理论知识概述
CFD是一种通过计算机模拟和分析流体流动、传热、化学反应等自然现象的学科。
它广泛应用于航空航天、能源、建筑、环境科学、生物医学等领域。
CFD模拟仿真理论知识是CFD的核心，它包括流体动力学基本原理、数值计算方法和计算机程序设计等。
二、CFD模拟仿真基本原理和方法
1.基本原理：CFD基于牛顿第二定律和连续介质假设，通过数值方法求解流体控制方程，如Navier-Stokes方程，以获得流场的定量描述。
2.数值计算方法：常用的CFD数值计算方法包括有限差分法（Finite Difference Method，FDM）、有限元法（Finite Element Method，FEM）、有限体积法（Finite V olume Method，FVM）等。
这些方法将连续的流体流动问题离散为一系列离散点上的数值计算问题，通过求解这些离散点上的数值，得到流场的近似解。
3.计算机程序设计：为了实现CFD模拟仿真的自动化，我们需要编写计算机程序。
常用的编程语言包括Fortran、C++、Python等。
程序应包含建模、离散化、求解和后处理等步骤。
三、CFD模拟仿真难点与挑战。
高级培训-105 应用CFD仿真分析优化某SUV车型的机舱流场1
应用CFD仿真分析优化某SUV车型的机舱流场1前言SUV的全称是Sport Utility Vehicle，中文意思是运动型多用途汽车。
现在的SUV一般指那些以轿车平台为基础、在一定程度上既具有轿车的舒适性，又具有一定越野性的车型通俗说就是能在城市中开的越野车[1]。
国内SUV市场正处于从优质走向成熟的阶段。
按照SUV的功能性，通常分为城市型SUV与越野车，前者代表有景逸x3、奇瑞瑞虎、宝马X1、奥迪Q3、现代ix35、雪佛兰创酷等；后者代表有奔驰G500、悍马H2、丰田普拉多、铃木吉姆尼、路虎卫士等。
，SUV的特点是动力强、越野性、宽敞舒适及良好的载物和载客功能。
良好的通过性是SVU车型的一大亮点，SUV车的机舱结构特点与轿车基本相同，但是它的离地间隙、接近角和离去角比普通的轿车要好。
从以上SUV车的功能和结构特点可以看出，为了保证它具有良好的热管理性能，设计阶段的SUV车型的机舱优化更加重要。
在当前的整车开发过程中，需要通过大量的仿真分析和试验来平衡动力总成冷却需求、空气动力学特性、环境控制、造型风格、整车结构以及成本之间的关系。
前端的设计在整车开发过程中非常重要，比如发动机的冷却和环境需求要求有足够的空气进入机舱，但是这会增加整车的冷却阻力。
机舱内安装导流板可以增加前端开口的利用率并有效防止机舱热回流进入冷凝器和散热器，但这同时也增加了成本。
采用CFD分析技术可以快速有效地解决这一问题，实现不同性能需求间的平衡[9-12]。
本文针对中心开发的一款红旗品牌SUV车型，在设计阶段开展机舱流场分析，确定导风板方案提高冷却风的有效利用、优化风扇布置提高散热器入口冷却空气速度分布均匀性，同时优化发动机进气口设计，保证发动机的进气需求。
2仿真分析模型与计算方法2.1仿真分析模型为了准确反映机舱内的流动情况，机舱流动CFD分析的整车模型是实际整车结构的全尺寸三维模型，仅去掉螺栓等小的特征，对于关键部件如动力总成、格栅、前端冷却模块等则按照实际几何保留尺寸，格栅及机舱布置如图1所示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
整车CFD仿真解决方案
Siemens PLM Software 张杰
Realize innovation. Unestricted© Siemens AG 2017
目录
•新能源汽车CFD仿真分析概览
•CFD在汽车开发中各阶段的应用
•基于CFD的设计空间探索
•问题交流
新能源汽车CFD 仿真分析内容概览
3
Cross validation
气动噪声
制动系统
空气动力学
乘员舱舒适性管理
Thermal problems
Comfort
Safety (driving)Safety (visibility)Environment (save energy)
Unique environment
Aerodynamics
CL
Crosswind CY,CS,CR Aeroacoustics Cooling Soiling
Wiper lifting
Water management
Aerodynamics
CD
电池包热管理
电机散热
电控器散热
汽车空气动力学性能概要
—整车开发& CAE 驱动设计
产品企划概念设计工程设计样车制造试验生产
项目部
性能
总布置动力底盘电器CAE
碰撞
NVH
结构
CFD
…
试验
碰撞
风洞
道路
…
CFD贯穿整车开发流程——整车性能开发项：属性模块
动力性、经济性、驾驶性PED
排放（Emissions）
热管理（ThermoDynamic）
整车重量（Weight）
空气动力学（AeroDynamic）
人机舒适性（Ergonomics）
感知质量（Perceived Quality）
NVH
安全性能（Safety）
操稳及平顺性（Ride & Handling）
制动性能（Braking）
环保性能（Environment）
耐久性能（Durability）
空调性能（Climate comfort）
电器性能及HMI（Electric Performance & HMI）EMC
水管理（water management）
使用维护性（Serviceability）整车空气动力学
PSF MR PS PA FSR
PC
PSI PTR LR LS J1OKtB
气动噪声
整车热管理
水管理
目录
•新能源汽车CFD仿真分析概览
•CFD在汽车开发中各阶段的应用
•基于CFD的设计空间探索
•问题交流
CFD贯穿空气动力学开发流程——空气动力学CFD计算分析过程
优化历程
PC PA LR LS PS
PSF
目标分析CAS分析及优化整车虚拟分析及优化验证及改进优化
造型阶段工程设计阶段试验验证概念设计
验证分析
NPDS流程
下车身优化：机舱/车底↓风阻≈ 5%↓风阻≈ 1%
发动机罩
顶盖
后扰流板
后风挡
侧围
上车身造型优化
↓风阻≈10%优化底部底部护板
结构等措施CFD计算
分析过程
—造型CAS 面：CFD 计算分析
目标
达到外CAS 面Cd 目标基本确定外形
模拟内容及方法半车快速模拟平底
寻优思路输入
外CAS 面几何
模拟规模-10M 网格
-K-Omega SST
—造型CAS面：优化思路
头部
•减少高压区域
•头部下压
•-圆滑
•角度
—造型CAS面：优化思路
尾部
•压尾
•减少尾涡
侧面
•轮罩
—造型CAS面：CFD计算分析—二维校核
上车身阻力分析
—工程设计阶段：CFD 计算分析模拟规模-20-30M -K-Omega SST 目标达到整车Cd 目标优化整车(底盘和发动机舱)模拟内容及方法整车模拟(机舱+底盘)输入A 面-机舱风量少-通过底盘速度小
—工程设计阶段：CFD 计算分析后扰流板优化后视镜
型面设计型面优化A 处发动机底部护板建议1
建议2建议3
优化分析基础模型
方案1方案2
方案1方案2
样车数据冻结局
部
优
化
车
身
部
件
优
化。