整车气动CFD分析与试验对标研究.pdf

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1、整车气动CFD分析与试验对标研究杨坤左辉辉(上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海201804)【摘要】通过对某车型进行整车CFD气动分析，并分析发动机舱和下车体部件的气动影响，与同济风洞试验结果进行对标，研究整车CFD分析与试验结果的误差范围，并研究该分析方法在局部更改中的分析精度，依此总结整车CFD分析方法在整车气动开发中的评估和应用。【Abstract】Aftercomputingtheaerodynamicperformanceofthefullvehicleofonepopularve-hicleandanalyzingthecontributionsofeng

2、inecompartmentandunderbodypartsbyCFDcodes，theaccuracyofthisCFDmethodisresearched．ApplicationofCFDmethodduringthevehicledevelopmentprocessisalsoanalyzed．【关键词】整车CFD气动风洞试验对标doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2016．05．04型的处理能力越来越强，使得整车气动分析的模0引言型与设计的实际车辆差异很小，降低了分析模型简化工作带来的差异可能。另一方面，上海自2009年建成国内第一所汽车气

3、动风洞，各大主机随着计算机技术的应用，商用CFD软件的推厂都在气动风洞试验上积极投入，积累了大量的广，CFD技术在汽车领域的应用发展迅速。尤其车辆气动开发数据，建立了试验与分析的对标是在汽车造型设计等阶段，空气动力学的分析应基础。用对造型设计的指导作用显得尤为重要。然而，在整车开发流程中，气动CFD分析的阶段与虽然CFD技术经过十多年的发展，大部分人仍然实车试验开发阶段的时间点不同，分析工作在前，对该技术应用持有很深的顾虑和不信任，原因是试验开发在后，导致大部分的分析工作的车辆状多方面的。一方面，由于整车的数据量太大，分析态与实车试验时的状态不同，以至于往往只有基中往往进

4、行了一定的简化，而简化的依据在国内准车辆下的模型接近或相同，使能用于对标工作并没有足够的研究进行范围界定。另一方面，由的数据较少，缺少对详细的气动部件开展更加全于国内长时间没有汽车气动风洞，CFD分析结果面的对标研究工作。因此，在基于已有的试验开缺乏足够的试验对标进行验证，因此并不能很好发数据的基础上，本文提出了相同工况下的整车的证明分析的准确性。CFD分析工作，用于进行整车基准车辆与发动机然而这种情况正在改变，由于软硬件技术的舱、下车体气动部件的对标研究工作，研究整车及不断提升，能支持的计算模型越来越大，对复杂模各部件的气动性能试验与分析的误差范围，依此收稿日zzzPs

5、giolePfrp期：20l6一O3一O2上海汽车2016．05·l7·zzzPsgiolePfrpzzzPsgiolePfrp分析结果中的风阻系数值与试验数据进行对比，外流场分析结果精度很高，完全适用整车气动开结果如图6所示。发过程中造型阶段的分析诉求，能准确评估不同外造型下整车的风阻系数。因此，在整车开发前期，可以通过该分析手段判断造型的气动设计是50否合理，并提出改进意见。40(2)针对处于比较复杂流动区域的发动机舱如一和下车体的气动部件，CFD分析结果与试验结果20一趋势一致，说明CFD方法对整体流场的分析比较lO准确。所以，在整车气动开发过程中可以通过整0车气动

6、CFD分析方法分析和查找不合理流动区域和潜在的优化区域，并进行初步的优化设计和进一步的计算分析。图6对标数据(3)因某些零部件的阻力系数绝对值很小，CFD方法难以准确计算，所以数值计算方法并不由图6的对标数据可以看出：太适用于评估这些零部件的绝对风阻系数值。这(1)整车气动的CFD分析结果与试验结果非也就意味着在整车开发过程中，若要评估或得到常接近，误差仅为2．9％；某个气动部件的最优设计，仍然需要通过风洞试(2)从零部件风阻贡献的数据上看，CFD分析验进行确定。的趋势与试验数据完全吻合，7个设计方案都起到从以上几点可以看出，整车外流场CFD分析了降低风阻的效果；的结果精

7、度比较高，在整车空气动力学开发过程(3)从零部件风阻贡献的误差百分比数值可中可以起到很重要的评估和优化作用。可以作为以看出，由于零部件的风阻系数很小，只有几个点评估和指导造型的气动设计手段，在发动机舱和(一个点等于0．001)，导致误差百分比的数值比下车体的气动部件设计时，也可以先通过整车外较大。但从柱形图上可以看出，零部件的风阻系流场分析寻求优化区域并初步设计优化方案，为数差值很小；后续的风洞试验提供可优化的区域，缩小风洞试(4)因为轮胎扰流板主要影响车轮及轮罩内验的尝试成本。部的流动，与整车的流动干涉较小，所以其CFD分此