中汽中心工程院技術快報|風洞新技術之低風阻數字化開發技術
時間：2022-06-16
編者按：
基于天津市重點研發計劃及中汽中心指南課題，針對風洞先進測試技術及數字風洞技術開展了大量研究和實踐，中汽中心工程院風洞開發團隊取得了一些階段性成果。近期我們將分為四期進行分享：雨水管理、環境風洞數字孿生技術、實際道路車身姿態風洞測試、低風阻數字開發技術。
今天向您介紹的是：低風阻數字化開發技術
【新技術名稱】低風阻數字化開發技術
主要功能：搭建目標驅動的數字開發平臺，將空氣動力學技術與汽車造型設計相融合，揭示車身流場對汽車風阻的影響機理和規律，利用基于大數據的人工智能技術實現風阻智能預測，實現以人為主的研發模式向數據驅動研發模式的轉變，形成低風阻開發新數字化解決方案。
圖1 超低風阻數字化開發技術方案
解決問題：
- 汽車行業對于超低風阻的極致要求。雙碳目標背景之下，汽車低風阻技術成為迎接節能減排新挑戰的重要手段。以三廂轎車為例，量產車風阻系數最低已達到0.21的水平，并在不斷追求更低的風阻系數。為了實現越來越極致的風阻系數目標，每降低1count（相當于千分之一風阻系數貢獻量）都需要工程師進行大量的分析驗證，實現風阻數字化開發是解決汽車風阻高度非線性尋優問題的關鍵。
- 缺少快速高效風阻預測手段。目前風阻開發主要依賴傳統CFD仿真和風洞試驗的方法，難以滿足造型設計階段快速反饋的要求。數字化手段可有效解決這一難題。
圖2 低風阻數字開發平臺應用
低風阻數字化開發技術已取得階段性成果，該應用場景獲“2021年企業數字化轉型典型場景”，目前已完成空氣動力學數值風洞建模與仿真試驗對標，仿真誤差1%~3%，搭建空氣動力學數據庫系統，目前正在向行業征集合作伙伴，計劃2023年向企業推廣應用。
圖3 空氣動力學數值風洞
關鍵技術：
- 風洞與傳統仿真方法結合 - 基于數值風洞的高精度仿真方法，有效提高仿真精度和仿真與試驗的一致性；
- 空氣動力學理論與工程實踐結合 - 低風阻設計和流動控制技術，為降風阻設計提供更為充分的理論與實踐支撐；
- 空氣動力學性能開發與大數據+人工智能深度融合 - 搭建超低風阻數字開發平臺，形成全新低風阻開發數字化解決方案。
圖4 2021年企業數字化轉型典型場景證書
【結語】中汽中心風洞實驗室于2020年正式投入使用，包含氣動聲學風洞、環境風洞、環境艙、空調假人、模型制作及評審等相關設施，重點開展風洞先進測試技術、數字風洞技術、節能產品技術研究及應用，在空氣動力學、熱管理、能量管理領域打造一站式服務供給能力。搭建行業交流平臺，開展共性技術研究、標準制定、人才培養等工作，爭創國家工程技術中心，持續推動行業技術進步。