中国汽研数值风洞软件平台

数值风洞，即通过CFD仿真进行“风洞试验”。基于实车风洞物理边界、流场参数等，建立仿真与试验的关联，实现高效、精准的虚拟试验并应用于空气动力学性能开发。

1.开发背景

长期以来国内整车气动-声学风洞资源紧缺，车型开发大多采用基于开放路面（Box Domain）的仿真计算方式，难以保证仿真结果与试验测试结果的一致性，影响气动优化方案的推进。

2.简介

中国汽研依托于建成的整车气动-声学风洞，开发了国内首套高效、高精度数值风洞计算软件平台。风阻系数数值风洞计算结果与实车风洞试验差异小于3%，显著提高仿真与试验结果的相关性，缩短整车气动性能开发周期，增强实体风洞极限工况的数值模拟能力。

图1 中国汽研数值风洞求解域

3. 开发详情

基于实体风洞几何尺寸和流场参数，完成了三阶段累计近百个试验对标算例，创建了与实体风洞几何尺寸和流场紧密关联的湍流模型选取和修正方法，建立了基于Star CCM+和OpenFOAM求解器的两款数值风洞软件平台。

3.1阶段一

阶段一为空风洞流场关键参数对标。其中边界层厚度数值风洞仿真与风洞试验测试误差满足小于3%开发目标；轴向静压梯度数值风洞仿真与风洞试验测试满足最大局部误差小于0.001dcp/dx开发目标。

图2 边界层厚度试验与仿真结果对比

图3 轴向静压梯度试验与仿真结果对比

3.2 阶段二

阶段二为基于中国汽研汽车标准模型，完成4种车型基础状态、不同车辆配置状态下的数值仿真结果与风洞试验测试结果对标。所有对标算例的仿真与试验误差均小于3%。

图4 中国汽研汽车标准模型试验与仿真Cd结果对比

图5 中国汽研汽车标准模型Sedan车型

不同状态试验与仿真Cd结果对比

3.3 阶段三

阶段三为车轮大小、轮辋密封情况的精细对标，所有对标算例平均误差小于2%。

图6 中国汽研汽车标准模型Sedan车型

不同车轮状态试验与仿真Cd结果对比

4. 数值风洞软件平台

基于云平台部署的中国汽研数值风洞软件平台，能够实现计算车辆与中国汽研数值风洞计算域的自动匹配，客户仅需上传计算车辆面 格即可完成仿真模型的搭建。数值风洞软件平台将实现体 格生成、计算参数设置、数值风洞和求解器调用、仿真结果后处理信息提取以及分析 告编制等操作自动化执行，完成了CFD仿真流程的简化，在提高仿真计算精度的同时，也为整车气动性能开发带来了极大的便利性。

图7 中国汽研数值风洞软件平台

5. 发布与试用计划

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9月/ 发布

2022中国汽车工程学会汽车空气动力学分会学术年会（上海）

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9-10月/ 征集试用

有条件征集限量主机厂免费测试试用（3个月）

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技术 | 中国汽研汽车空气动力学标准模型

声 明：

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