基于特征点车身气动低阻低噪协同优化的的研究

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1、万方数据万方数据摘要车身造型是决定汽车气动性能和汽车销售的关键性因素，优秀的车身造型是气动性能和美学性能的完美融合。气动阻力特性和气动噪声特性作为车身气动性能的主要标志，与汽车的燃油经济性与舒适性密切相关，随着汽车进入大众家庭以及人们对汽车品质要求的提高，车身的低阻低噪已成为国内外汽车研发的热点。以往国内外的相关研究大多局限在车身减阻或低阻与美学造型的结合上，而气动噪声的研究则主要关注在车身附件降噪方面，综合考虑低阻低噪的车身造型研究尚未开展。由于低阻低噪之间存在复杂的耦合关系，两者的目标函数不一

2、致，因而开展车身低阻低噪协同优化研究，对车身造型具有重要的理论意义和实用价值。多学科设计优化(MultidisciplinaryDesignOptimization,简称MDO)通过不同目标之间的协同效应，从而获得整体满意解，目前已经受到各个行业的广泛关注，尤其是在航空航天，机械等领域。本文正是采用MDO设计方法，对汽车车身气动阻力和气动噪声性能进行协同优化，研究内容如下：（1）由于流场是气动阻力和气动噪声计算的基础，为了保证协同优化的可靠性，本文首先采用国际MIRA标模，进行了三种流场仿真方案的

3、对比，得到Realizablek-ε二阶离散格式为最佳仿真方案。同时，应用实车模型进行了阻力和噪声的仿真研究，并通过风洞及实车道路试验验证了方案的准确性，为后续研究奠定了基础。（2）在整体优化造型思想基础上，提出了一种基于特征点的逆向造型方法。在选取车身关键气动阻力因子后，结合计算流体动力学(CFD)仿真技术和响应曲面模型(RSM)近似方法，建立了车身全局外型尺寸与气动阻力系数间的响应关系。基于此，应用多岛遗传算法(MIGA)进行了全局寻优，得到了具有最佳气动阻力性能的车身造型。（3）分析了影响车

4、内声场的主要声源部位，确定了车身关键气动噪声因子后，构建了可靠的气动噪声响应面模型，应用MIGA对其进行全局寻优，并就后视镜对车身气动噪声特性影响做了分析。（4）提出了一种气动低阻低噪的协同优化数学模型，搭建了优化的基本框架和工作流程，在此基础上，通过Isight优化平台实现了该车型的低阻低噪的协同优化，并对优化的结果进行了分析。关键词气动造型，特征点，气动阻力特性，气动噪声特性，协同优化I万方数据ABSTRACTCarstylingisthekeyfactorofaerodynamicperfo

5、rmanceandsales,agoodmodelingisusuallythefusionofaerodynamicperformanceandaesthetic.Theaerodynamicdragcharacteristicandnoiseasthemainfeatureofaerodynamicperformance,iscloselyrelatedtothefueleconomyandtheridingcomfort.Asthecarenteredtheordinaryfamilyand

6、thepeopleputforwardhigherrequirementofautomobilequality.Thelowerdragandnoiseofthecarstylinghasbecomeahotspotofautomobileresearchanddevelopmentathomeandabroad.Previousresearchesmainlylimitedonthedragreductionofcarbodyandthecombinationoflowerdragmodelin

7、gandaesthetic,whiletheresearchofloweringaerodynamicnoiseisconfinedtotheattachments,thecomprehensivecharacteristicsofaerodynamicdragandnoisehasnotyetbeenconductedintheresearchofcarstylingdesign.Becauseofthecomplexcouplingrelationshipbetweendragandnoise

8、,theinconsistentofthetwoobjectivefunctions,makesthecollaborativeoptimizationresearchofaerodynamicdragandnoisehavinggreattheorysignificanceandutilityvalueforthecarstyling.MultidisciplinaryDesignOptimizationthroughfullyusingthesynergisticeffectb