CFX-5带来最优化的燃油经济性

作者：Coimbra大学 Antonio M.G.Lopes; Pedro de F.V.

欢迎访问e展厅 展厅 2 CAE/模拟仿真展厅 通用有限元分析软件, 结构分析软件, 动力学分析软件, 声学分析软件, 板料冲压成形模拟软件, ... 当一滴燃油可以决定在一个汽车经济性比赛中的冠军时，优秀的空气动力学分析就变得非常关键。在1998年当我们准备参加一年一度的Shell 经济性马拉松比赛时，我们Coimbra大学机械工程系就意识到这一点。在这次比赛中，每辆原型车必须在平均时速不低于25公里每小时的情况下驶完6圈Nogaro塞道，可以采用的燃料有汽油，柴油，或者是液化气。之后测量燃料的消耗量并由此推算出每辆车使用一公升燃料可以行驶的最大距离。 一个车的整体的抗力是由正向和负向荷载的细微差别所决定的，数值预测的结果非常敏感。另外，边界层分离也会加剧这些计算困难，虽然我们的车的形状的设计是避免任何的分离的。 最开始时，我们的车（名字叫做Eco-Veículo）的空气动力学设计是基于我们的在空气动力学方面的经验和一些数值模拟，而这些数值模拟采用的是我们自己的纳维-斯托克斯求解器对结构网格进行计算，以调整我们的车的形状的某些方面。由于求解器的局限会带来收敛问题，而我们也没法获得预期的结果。预测的阻力系数超过我们认为的合理值的70%。我们造了三次车并参加比赛，分别获得第42，30，和14名。为了提高排名，我们必须要进行更好的空气动力学设计。 我们建造了一个1:2.5的模型然后在风洞中测量车的总体力和压力的分布，之后使用CFX-5.5来预测当前车的空气动力学系数。 CFX的非结构网格的确与众不同，计算收敛不再是个问题。 我们研究了平流和湍流模型，之后发现采用剪切应力传输（SST）模型并结合二阶平流计算方案可以得到最好的结果。 由于时间所限，我们不能够在2002年的比赛中建一辆新的车，我们只能根据CFX的计算结果在现有的车的尾翼和轮罩上作一些小的改动。然而，我们在2002年的比赛取得了很大的成功，在所有参赛学校中排名第3。我们创造了新的纪录：1734公里/1升燃料。比起2001年的1286公里/升，在使用CFX后我们提高了燃油经济性达35%。 有了这些振奋人心的收获后，我们决定用CFX-5来设计一款新的车的外形。这花了几乎3个月时间，我们测试了15到20种不同外形。最后获得了一个系统化的最优方案，这个方案相对前一款车型又提高了燃油经济性达20%。我们很期待在明年的比赛中取得更好的成绩。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (2/5/2005)