汽车外形设计的流体力学仿真依据.docx

大连民族学院毕业设计（论文）汽车外形设计的流体力学仿真依据

学院（系）：物理与材料工程学院

专业：光电子技术与科学

学生姓名：王世泽

学号： 2011153221

指导教师：毕振华

评阅教师：赫然

完成日期： 2015年月日

民族学院

Hydrodynamics simulation based automotive exterior design

Abstract

The purpose of domestic and foreign large collection and read about the development process of automotive design, automotive design analyze advantages and difficulties, affect vehicle design and documentation of relevant information, to understand the performance and characteristics of automotive design methods of various techniques .

This paper mainly through the familiar and simulation software COMSOL to simulate a different appearance of the car model, as much relevant data obtained under different designs for the main image and data analysis. Through a variety of different graphical appearance of the car model data comparison and contrast optimum model design, and analysis to do the report.

To learn and master the physical simulation design software COMSOL. And application software COMSOL collected different modes simulation modeling and optimization, the final result of the data obtained after the simulation and optimization were discussed.

Keywords: COMSOL; automotive design; simulation model

摘要

大量收集并阅读国外关于汽车外观设计的发展历程，分析汽车外观设计的优势以及困境，对汽车外观设计的影响相关的资料和文献，达到了解汽车设计的各种技术方法的性能和特点的目的。

本论文主要是通过对COMSOL仿真软件的熟悉及操作，模拟不同外观的汽车模型，尽可能多的得到不同的外观设计下的相关数据，以图像及数据分析为主。通过对各种不同外观的汽车模型的图形对比及数据对比得出最佳模型设计方案，并分析做报告。

学习并掌握物理仿真设计软件COMSOL。并应用COMSOL软件对采集到的不同的模式进行建模和优化仿真，最后对仿真优化后的得到的数据结果进行分析讨论。

关键字：COMSOL；汽车外观设计；仿真模型

目录

摘要 (3)

目录 (4)

1 绪论 0

2.物理模型建立 (3)

2.1流体力学 (3)

2.1.1应用领域 (3)

2.1.2研究方法 (3)

2.2湍流模型 (5)

2.3 COMSOL (6)

2.3.1 COMSOL 简介 (6)

2.3.2 如何使用COMSOL (6)

3. 设计过程及优化 (8)

3.1分析轮廓 (10)

3.1.1二维领域的离散化 (10)

3.1.2边界条件 (10)

3.2 建立物理模型 (10)

3.3设计优化 (16)

4.结论 (19)

参考文献 (20)

致 (21)

1 绪论

随着科技的发展、时代的进步，在中国汽车的总体市场方面，最少在将来的几年里，一直到今年，随着国生产总值(GDP)有可能以百分之八到百分之九的年平均速率一直增长下去，给我们所带来的经济的发展，因为这样生活中人们对汽车的需求量也一年比一年多，根据专家的预测，到今年年底，将有超过一千万辆的中国汽车被销售。这种销售量的剧增将使中国以最快速度拿下全球第二大汽车的市场的称号，世界各个地方的多家汽车制造商、供应商的前途命运也直接被中国汽车市场这种规模影响着。

如果在今后汽车发展的道路上，中国汽车汽车想要有更远大的发展前途，把制造和组装作为发展的核心是很有必要的，其主要有两个原因。其一，中国人口很多，购买力强大，所以汽车在中国的市场很大，今后的二十年汽车的销售量将会一年比一年的持续攀升。其二，在汽车制造方面中国区域有着很强大的优势：中国的劳动力价格不但很低，而且人文素质较高，几千年的工业基础也有着不可抵御的庞大力量，很简单我们举个例子来说：通用，是通用在全世界的合资品牌中的头号模。如果在今后的发展中通用再创新了自己的设计理念，那么它的发展前景在汽车市场里将会是相当远大的[1]。

在过去的几百年里面，汽车的发展从没有间断过，其外形构造大概经历了以下这么几个阶段:期间最早的是马车型汽车，大箱型汽车，甲壳虫汽车，船型汽车。而汽车本身的发展历史也是很悠久的，不得不被载入历史记载。接下来就详细的阐述介绍了在不同的历史时期汽车的不同风格特点及在每个时期的汽车发展道路。

从19世纪末到20世纪初期，汽车设计师在汽车的结构上花费了相当大的时间和精力。直到20世纪前半期，汽车的基本结构框架已经全部浮出水面，于是汽车的外部造型变成了设计师们的设计焦点，并在接下来的汽车发展中不断引入新的理论，像物理学里的空气动力学和流体力学、人体工程学以及工业美学等理念，希望能够创新出满足各种阶层，甚至各种文化背景的人在汽车外形结构上的不同需求，使汽车在艺术科学的领域里以最佳形象面对大众。人类的模样被富有想象力的设计师们大胆地运用到了汽车的外形结构上。例如：将汽车的前照灯模拟成人类的眼睛；进风口设计成汽车嘴巴；空气滤清器就好比汽车肺；油路便是汽车血管；发动机是心脏；油箱就像胃一样储存实物；轮胎则是汽车的脚。尽最大可能地将一个没有生命的机械注入生命的灵魂，使它具有不一般的精神力量，给使用者美的感受。汽车车身形式经历了好几个阶段，在它的发展过程中，最具有划时代意义的一款外形产品当属甲壳虫型的轿车。

图1.1 (手绘汽车模型)