01_12基于STAR-CCM+仿真计算某轿车风阻系数

第32卷 第1期 苏州市职业大学学报 V ol .32，No .1 2021年3月 Journal of Suzhou V ocational University Mar . ，2021基于STAR -CCM+的汽车挡风玻璃除霜性能提升的仿真分析与研究胡忠文（苏州市职业大学 机电工程学院，江苏 苏州 215104）Simulation Analysis and Study on the Improvement of Vehicle Windshield Defrost Performance Based on STAR-CCM+HU Zhongwen(School of Mechano-electrical Engineering ，Suzhou Vocational University ，Suzhou 215104，China)Abstract ：Using CFD method ， numerical simulation analysis was carried out on the defrosting performance of the windshield on a certain vehicle with the help of software STAR-CCM+. By adjusting and modifying theair outlet grille ， the collision angle and the position of the collision point between the warm air flow and thewindshield are changed . The distribution of the warm air flow on the windshield surface is optimized ， and thedefrosting performance is improved ， which provides a reference for the design of the automobile defrostingduct and the improvement of the vehicle defrosting performance .Keywords ：windshield ；defrosting performance ；computational fluid dynamics （CFD ）；air outlet grille 车辆挡风玻璃的除霜性能是汽车强制性评价指标之一，它直接影响到汽车行驶状态下驾驶员和乘客的视野、安全性和舒适性。

应用STAR-CCM+对汽车外流场进行分析Vehicle External Flow Analysis by STAR-CCM+赵志明崔津楠贾宏涛长安汽车股份有限公司汽车工程研究院CAE所摘要：本文利用STAR-CCM+对长安自主品牌汽车某车型的1：3缩比模型进行了汽车外流场CFD计算，得出风阻系数和升力系数，并与实验结果进行了对比。

关键词：汽车外流场 CFD STAR-CCM+Abstract: The external flow simulation of a clay model, which was a 1:3 scale model of a CHANA vehicle, was carried out by STAR-CCM+. The main parameters, the drag coefficient and lift coefficient, had been calculated by CFD and the simulation was compared with the experiment. Keyword: vehicle external flow CFD STAR-CCM+1 前言随着汽车工业的迅速发展，汽车舒适性、环保、节能等成为衡量汽车品质的重要指标。

汽车空气动力特性是汽车的重要特征之一，它直接影响汽车的动力性、燃油经济性、操作稳定性、舒适性和安全性。

通过汽车空气动力学研究来降低气动阻力、提高发动机燃烧效率、改进发动机冷却效果，不仅可以提高汽车动力性，而且还可以改善其燃油经济性。

对于高速行驶的汽车，气动力对其各性能的影响占主导地位，所以良好的空气动力稳定性是汽车高速、安全行驶的前提。

计算流体力学在汽车开发中有着重要的作用，特别是在开发前期，对造型设计有着至关重要的作用，可以说计算流体力学主导整个设计过程。

在产品开发后期，进行计算流体力学验证也是必不可少的环节。

基于 CFD的某客车外流场动力学分析摘要：以某客车CAD模型为研究对象，运用CFD软件中STARCCM++对整车外流场动力学进行仿真计算，获得整车压力分布图、速度矢量图、表面流线图等，基于此考察其在空载地面线工况时的风阻系数，从而为总布置优化设计提供参考。

关键词：外流场动力学；CFD；风阻系数；客车中图分类号：U469.72；U463.6 文献标志码：A 文章编号：1006-3331（201 ）0 -0001-04汽车的空气动力学特性是整车的一项重要性能，是指汽车在流场中受到的以行驶阻力为主的包括升力、侧向力的三个气动力及其相应的力矩的作用而产生的车身外部和内部的气流特性、侧风稳定性、气动噪声特性、驾驶室内通风、空气调节等特性[1]。

其中行驶阻力很大程度上决定了整车的燃油经济性和动力性，而气动升力则影响着汽车的操纵稳定性与安全性。

整车行驶时，通常要求其具有反向升力，使得汽车在高速行驶时有较大的抓地力[2]。

汽车空气动力学的研究目前基本采用试验法、试验与理论相结合法及数值模拟仿真研究法。

其中试验法主要是指风洞试验，但其成本高、周期长、需要制作一系列的油泥模型及研究点和面上的局限性。

而CFD分析则不受以上限制，可获得比风洞试验更多的信息，有利于节省开发时间和高昂的成本[3-6]，实践证明CFD可以分析从定常到不定常，从层流到湍流，从不可压到可压缩，从无粘性到有粘性的几乎所有的流动现象[7]。

因客车不同于乘用车，其经济性、安全性受客户关注较多，而国内外关于其空气动力学特性的研究却较少，本文依据乘用车研究思路，以我公司某客车为例，建立其整车模型，对其进行CFD分析，考察其空载地面线工况时的风阻系数，判断其是否低于0.6（某标杆车风阻系数），从而为整车总布置设计提供参考依据。

1研究模型1.1 模型建立依据我公司某款车型整车数模建立外流场模型，其中外流场模型包含车身、底盘、外饰等影响整车外流场的关键部件，如图1所示，模拟风洞尺寸为93（米）*54（米）*23（米）（长*宽*高）.车辆整体网格尺寸设置为4mm-60mm，关键部件（如隔栅、多孔区域、风扇等）网格尺寸3mm-30mm。

starccm风阻力Star-CCM+是一种流体力学仿真软件，用于模拟和分析各种流体流动问题。

在风力学研究中，风阻力是一个重要的参数，用于描述物体在流体介质中受到的阻力。

本文将介绍在Star-CCM+中进行风阻力模拟的相关参考内容。

风阻力是物体在流体中遇到的阻碍其运动的力，在一定的流体速度下，它与物体的形状、面积、相对速度等因素密切相关。

Star-CCM+提供了一种强大的多物理场模拟环境，可以进行复杂的风阻力分析。

在开始进行风阻力模拟之前，首先需要建立相应的模型。

Star-CCM+提供了强大的几何建模工具，可以创建具有实际形状和尺寸的物体。

同时，还可以添加细节，如表面粗糙度、边界层处理等，以更准确地模拟真实情况。

在模型建立完成后，需要设置相关的边界条件和物理参数。

首先，需要定义物体所处的流场环境，包括流体的速度、密度和粘性等。

对于风阻力模拟，需要指定风速和风向等参数。

同时，还需要考虑其他的物理效应，如湍流模型、大气参数等。

接下来，可以进行数值求解。

Star-CCM+采用有限体积方法进行求解，可以有效地计算流体流动和力学行为。

在计算过程中，可以实时监测物体受到的风阻力并进行分析。

同时，还可以对不同参数进行敏感性分析，了解其对风阻力的影响。

除了基本的风阻力模拟，Star-CCM+还提供了更多的工具和功能，可以进一步深入研究风阻力问题。

例如，可以进行风洞试验的模拟，通过模拟风洞中的流动情况，得到更准确的风阻力数据。

此外，还可以进行流动-结构耦合分析，研究在风力作用下物体的变形和应力情况。

风阻力模拟在许多领域有着广泛的应用。

例如，在汽车工程中，可以通过模拟汽车在行驶过程中的风阻力，优化车身设计和空气动力学性能。

在建筑工程中，可以模拟建筑物受到风的影响，评估结构的稳定性和安全性。

在航空航天工程中，可以通过模拟飞行器在高速飞行中的风阻力，优化外形设计和燃油效率。

综上所述，Star-CCM+是一种强大的工程仿真软件，可以进行风阻力模拟和分析。

starccm+阻力计算基本教程摘要：1.介绍starccm+阻力计算基本教程的目的和意义2.阐述starccm+阻力计算的基本原理3.详述starccm+阻力计算的步骤和方法4.分析starccm+阻力计算的优缺点5.总结starccm+阻力计算基本教程的主要内容正文：一、介绍starccm+阻力计算基本教程的目的和意义随着科学技术的快速发展，计算机流体力学（CFD）在工程领域中的应用越来越广泛。

阻力计算作为流体力学中的一个重要研究方向，对于优化工程设计、提高产品性能具有重要意义。

starccm+是一款功能强大的计算流体力学（CFD）软件，广泛应用于各个领域。

本教程旨在帮助用户掌握starccm+阻力计算的基本原理和方法，从而更好地应用这一软件解决实际工程问题。

二、阐述starccm+阻力计算的基本原理阻力计算的基本原理是基于流体力学中的纳维- 斯托克斯方程。

在实际应用中，首先需要建立三维几何模型，然后对模型进行网格划分，接着设置物理参数和边界条件，最后进行求解计算。

starccm+通过求解纳维- 斯托克斯方程，可以得到流场各个点的阻力系数，从而为工程设计提供依据。

三、详述starccm+阻力计算的步骤和方法1.准备模型：根据实际工程需求，创建或导入相应的三维几何模型。

2.网格划分：对模型进行网格划分，以保证求解过程中的数值精度。

3.设置物理参数：设置流体的粘度、密度等物理参数，以及边界条件和求解器参数。

4.求解计算：运用starccm+求解器进行计算，得到流场各个点的阻力系数。

5.后处理：对计算结果进行可视化处理，提取所需的阻力数据。

四、分析starccm+阻力计算的优缺点优点：1.强大的计算能力：starccm+具有强大的计算能力，可以解决各种复杂的流体力学问题。

2.灵活的网格技术：starccm+支持多种网格技术，能够满足不同工程需求的网格划分。

3.丰富的后处理功能：starccm+提供丰富的后处理功能，可以直观地展示流场分布和阻力系数。

第1期机电技术基于STAR-CCM+的某SUV下车身减阻优化研究刘松源（东南（福建）汽车工业有限公司，福建福州350119）摘要：为研究整车下车身减阻优化方案，采用Hypermesh软件对SUV整车模型进行几何清理和网格划分，利用STAR-CCM+对气坝与车身下护板整车模型进行仿真分析。

计算结果表明：增加车轮前的气坝显著改善车轮处流场，可降低C d值0.016；增加两侧下护板显著改善排气管两侧流场，可降低C d值0.015；增加油箱、悬架处下护板可降低C d值0.01。

关键词：汽车；减阻；下车身；STAR-CCM+中图分类号：U461.1文献标识码：A文章编号：1672-4801（2019）01-065-03DOI:10.19508/ki.1672-4801.2019.01.019近日，环保部正式发布了《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）（征求意见稿）》；该标准预计在2018年底正式出台，并计划于2020年7月1日起分阶段实施。

且2014年国家出台的汽车法规GB19578—2014《乘用车燃料消耗量限值》和GB27999—2014《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》，规定了在2020年将整年综合油耗必须达到5.0L/100km的目标[1]。

这些要求使得在车型开发时，将降低风阻这一目标提到了一个新的高度。

车型开发至整车阶段时，由于外造型已经冻结、上车身的减阻优化已经停止，为了达到整车风阻要求，必须进行下车身的减阻优化。

风洞试验研究方法虽然准确性更高，但是既费时又费力，成本也极其高昂。

故在预研究阶段可采用数值分析的方法来提高科研效率。

本文结合东南汽车某款SUV，以下车身为研究对象，对气坝、下护板等组件进行研究，采用Hy⁃permesh和STAR-CCM+对整车进行仿真分析，得到增加组件后的流场分布情况。

通过流场分布一方面研究这些组件实现降阻的机理；另一方面通过优化实现降阻的目标，为整车的降阻提供理论依据。

simcenter starccm 案例Simcenter STAR-CCM+是一款多物理场仿真软件，可用于解决各种工程问题。

下面列举了十个与Simcenter STAR-CCM+相关的案例。

1. 汽车空气动力学模拟：使用Simcenter STAR-CCM+对汽车进行空气动力学模拟，分析车身周围的空气流动情况，优化车身设计，降低风阻，提高燃油效率。

2. 风力发电机叶片优化：通过对风力发电机叶片进行流场分析，使用Simcenter STAR-CCM+优化叶片设计，提高风能转化效率，同时降低噪音和振动。

3. 某型飞机起降过程模拟：使用Simcenter STAR-CCM+对某型飞机的起降过程进行模拟，预测飞机在不同飞行阶段的气动性能，优化起降过程，减少燃油消耗和减轻噪音。

4. 燃烧室设计与优化：通过Simcenter STAR-CCM+模拟燃烧室内的流场和燃烧过程，优化燃烧室的设计，提高燃烧效率，降低排放和噪音。

5. 某型船舶的阻力与推进力分析：使用Simcenter STAR-CCM+对某型船舶进行流场分析，计算船舶的阻力和推进力，优化船体形状和推进系统，提高航速和燃油效率。

6. 燃料电池堆性能模拟：通过Simcenter STAR-CCM+模拟燃料电池堆内的气体流动和电化学反应，分析堆内各组件的性能和耦合关系，优化燃料电池堆的设计和操作条件。

7. 石油管道温度场模拟：使用Simcenter STAR-CCM+对长距离石油管道内的温度场进行模拟，预测管道内石油的温度分布，优化绝热层设计和冷却系统，确保石油的质量和安全运输。

8. 空气净化设备性能分析：通过Simcenter STAR-CCM+模拟空气净化设备内的气体流动和颗粒物捕集过程，分析设备的性能指标，优化设备结构和操作参数，提高净化效率。

9. 生物医学流体力学模拟：使用Simcenter STAR-CCM+对人体血液流动、呼吸系统、心脏瓣膜等进行模拟，分析生物流体力学特性，辅助医学研究和医疗设备设计。

基于STAR-CCM+的某轿车减阻优化研究
李林;林强;陈建超;董明明;吴迪
【期刊名称】《汽车技术》
【年(卷),期】2016(000)009
【摘要】应用STAR-CCM+软件对长安汽车某款轿车进行了整车空气动力学仿真分析.通过仿真分析找到了影响空气阻力系数的关键零部件,并对进气格栅、前唇、轮胎挡板、冷却模块挡板及前端封装板进行了优化,优化后风阻降低效果明显.试验结果表明,仿真结果与试验结果具有较好的一致性,验证了整车空气动力学仿真分析的有效性和可行性.
【总页数】5页(P4-8)
【作者】李林;林强;陈建超;董明明;吴迪
【作者单位】长安汽车公司汽车工程研究总院,重庆401120;长安汽车公司汽车工程研究总院,重庆401120;长安汽车公司汽车工程研究总院,重庆401120;长安汽车公司汽车工程研究总院,重庆401120;长安汽车公司汽车工程研究总院,重庆401120
【正文语种】中文
【中图分类】U461.1
【相关文献】
1.基于顶部与侧部扰流器的轿车气动减阻 [J], 杨瀚博;胡兴军;安阳
2.基于STAR-CCM+的某SUV下车身减阻优化研究 [J], 刘松源
3.基于最优拉丁超立方设计的高速列车流线型头型减阻优化研究 [J], 刘加利
4.基于近似模型的某款SUV尾翼仿真减阻优化研究 [J], 胡镖;李志红;陈基
5.基于汽车尾流分离识别与控制的气动减阻优化研究 [J], 王夫亮
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starccm+阻力计算基本教程（最新版）目录1.引言2.starccm+简介3.阻力计算的基本原理4.阻力计算的具体步骤5.总结正文【引言】在工程领域，尤其是航空航天、汽车制造等高速运动的领域，阻力的计算是一个非常重要的环节。

为了提高运动效率和降低能耗，对阻力进行准确的计算和分析是必不可少的。

STAR-CCM+是一款在工程领域广泛应用的计算流体力学（CFD）软件，可以对流体流动进行模拟和分析。

本文将介绍如何使用 STAR-CCM+进行阻力计算的基本方法。

【starccm+简介】STAR-CCM+是一款功能强大的计算流体力学（CFD）软件，广泛应用于航空航天、汽车制造、能源、环境等众多领域。

通过模拟流体流动，可以预测流场、压力、速度等物理量，为工程设计提供重要的参考依据。

STAR-CCM+具有强大的前处理、求解器和后处理功能，可以满足各种复杂的计算需求。

【阻力计算的基本原理】阻力计算的基本原理是基于流体力学的基本方程——纳维 - 斯托克斯方程。

在实际应用中，为了简化计算，通常采用边界层理论、湍流模型等方法对阻力进行计算。

STAR-CCM+提供了丰富的湍流模型和边界层处理方法，可以根据实际问题选择合适的模型进行计算。

【阻力计算的具体步骤】阻力计算的具体步骤如下：1.准备模型：首先需要创建或导入一个三维模型，包括需要计算阻力的物体和周围流体区域。

2.网格划分：将模型划分为多个网格，网格的质量和数量直接影响到计算结果的精度。

3.设置物理参数：设置流体的物性参数，如密度、粘度等；设置边界条件和初始条件，如入口速度、压力、温度等。

4.选择湍流模型和边界层处理方法：根据实际问题选择合适的湍流模型和边界层处理方法。

5.设置求解器参数：设置求解器的迭代次数、收敛标准等参数，以控制计算的精度和速度。

6.进行计算：运行求解器，计算流场、压力、速度等物理量。

7.后处理：对计算结果进行可视化处理，提取阻力等相关信息。

【总结】通过使用 STAR-CCM+进行阻力计算，可以更加准确地预测流体流动过程中的阻力，为工程设计提供重要的参考依据。

基于STAR-CCM+的汽车除霜风道CFD分析及优化王春海;刘永强【摘要】利用STAR-CCM+三维流体分析软件对某款商用车的除霜除雾风道进行稳态CFD数值模拟分析,计算出各出风口分风比例未达到要求,且风窗上气流速度分布也未满足要求.通过优化除霜风道,改善了分风比例,增大了风窗上的风速,使其能达到除霜除雾的要求.【期刊名称】《汽车电器》【年(卷),期】2019(000)003【总页数】3页(P58-60)【关键词】除霜除雾;CFD;分风比例【作者】王春海;刘永强【作者单位】保定长安客车制造有限公司,河北定州 073000;保定长安客车制造有限公司,河北定州 073000【正文语种】中文【中图分类】U463.851作为汽车在寒冷环境下行驶时对驾驶员视野、行车安全的必要保障，空调系统除霜除雾性能是整车开发中一项重要的指标。

传统的除霜风道及出风口设计主要依赖于经验的积累。

该方法的不足之处在于：对风道内部结构设计不甚了解；对气流流动情况不清楚；设计没有理论依据，而且要借助大量的试验验证。

导致设计周期长，试验费用高，风道设计复杂且可靠性差［1］。

利用CFD分析技术，能够明确研究方向，缩短研发周期，减少反复试验浪费的人力物力财力。

作者以某型MPV的除霜风道系统为例，通过对风道内部的速度场和压力场进行CFD（使用STAR-CCM+软件）分析，分析风道内部结构对风道风量分配及风窗表面流速的影响，提出了一些改进方案并与原来设计进行比较。

这对设计和优化除霜风道，有着重要的工程价值和意义。

1 空调除霜系统介绍空调系统除霜是利用HVAC喷射出的暖风对玻璃进行加热，经过热量的传递，使玻璃表层的冰层逐渐熔化，从而达到恢复驾驶员视线，避免因视线受阻引起交通事故的目的。

中国汽车试验标准GB11555－2009中对除霜除雾系统的性能有着严格的规定，该标准要求20 min时A区冰层除尽区域占A区面积的80%以上，25 min时A′区冰层除尽区域占A′区面积的80%，40 min时B区冰层除尽区域占B区面积的95%以上。

一、概述starccm+是一种基于计算流体力学（CFD）的工程仿真软件，可用于模拟各种流体环境下的物体运动和性能。

其中，阻力系数是评估物体在流体中受到的阻力大小的重要参数，对于设计和优化各种类型的车辆、船舶和飞行器等工程应用具有重要意义。

本文将介绍如何利用starccm+软件进行阻力系数的计算。

二、建模与网格划分1. 选择合适的物体模型在进行阻力系数计算之前，首先需要选择合适的物体模型。

可以根据具体的工程应用需求选择相应的几何体模型，例如圆柱体、球体、翼型等。

2. 进行网格划分接下来需要对所选物体模型进行网格划分。

通过starccm+软件提供的网格划分工具，可以将物体表面和周围流域划分为合适的网格单元，以保证模拟的精度和稳定性。

三、设定流体环境和边界条件1. 定义流体属性在进行阻力系数的计算之前，需要先定义流体的物性参数，包括流体密度、粘度和流速等。

这些参数对于计算阻力系数具有重要影响，需要根据实际情况进行合理设定。

2. 设置边界条件除了流体属性外，还需要设置物体模型的边界条件。

这包括物体表面的壁面条件、入口和出口的流体流动条件等。

通过合理设置边界条件，可以保证模拟结果的准确性和可靠性。

四、进行数值计算和模拟1. 定义求解器和迭代参数在starccm+软件中，可以选择合适的求解器和迭代参数进行数值计算。

通过调整求解器的类型和参数，可以提高计算效率和收敛性，从而获得准确的阻力系数计算结果。

2. 进行数值模拟在完成以上准备工作之后，可以开始进行阻力系数的数值模拟计算。

通过starccm+提供的数值计算工具，可以对所选物体模型在特定流体环境下的阻力系数进行准确预测和计算。

五、结果分析与验证1. 分析计算结果在得到阻力系数的计算结果之后，需要对结果进行详细的分析。

通过对计算结果的后处理和数据提取，可以得到物体在不同流速和流动条件下的阻力系数变化规律，为工程设计和优化提供重要参考依据。

2. 与实验数据对比验证为了验证计算结果的准确性，可以将计算得到的阻力系数与实验数据进行对比分析。

基于STAR-CCM+的轿车发动机舱热管理仿真分析与研究谢暴;许述财;陶其铭【摘要】Numerical research was conducted on the thermal field of a certain model vehicle's engine compart⁃ment using STAR-CCM+ software. Optimization was performed on potential overheated areas. Finally, thetest re⁃sults were compared with the simulation results, which have shown the promise of that approach and provided technique support to the vehicle thermal field development.%在车辆开发过程中，应用STAR-CCM+软件对某款车型的发动机舱进行热管理仿真分析，获得发动机舱的流场及温度场分布，并对机舱内存在的过热风险区域进行优化。

通过试验结果与仿真结果的对比，验证了该方法的可行性，为发动机舱性能开发及结构优化提供了技术支持。

【期刊名称】《常熟理工学院学报》【年(卷),期】2016(030)004【总页数】5页(P38-41,50)【关键词】CFD;发动机舱;温度场;数值模拟【作者】谢暴;许述财;陶其铭【作者单位】安徽职业技术学院机械工程系，安徽合肥 230011;清华大学汽车工程系，北京 100084;江淮汽车股份有限公司，安徽合肥 230601【正文语种】中文【中图分类】TH123汽车工业的发展推动着人们对汽车安全性能、动力性能及舒适性能的要求不断提高［1］，造成发动机舱内热流密度明显增大，而现代汽车采用的低车身、小型化的设计趋向使得发动机舱内的散热情况更加严峻［2］.发动机舱内产生的这些热量若无法及时、有效的耗散，会引起舱内局部过热，使温度敏感部件（如舱内线束、橡胶件、电子设备等）无法正常工作或损坏，同时日益严格的排放标准也对冷却系统提出了新的要求.因此采用先进的发动机舱热管理仿真分析手段和方法，对汽车热管理系统进行深入研究具有十分重要的意义［3］.汽车发动机舱热管理仿真是针对发动机舱内部的散热情况进行模拟分析，涉及到发动机舱内关键部件保护，以确保在不同的状态下发动机舱内的各部件都能够正常运行，并通过系统性地优化提高各部件的性能、降低试验开发成本，是整车开发中十分重要的环节.本文运用CFD方法，对某款车型进行发动机舱热管理仿真分析，得到前舱流场和重要热敏感部件壁面温度场分布，并通过优化使其满足设计要求，结合热环境舱试验验证，为汽车发动机舱性能开发及结构优化提供了技术支持.1.1 几何模型发动机舱热管理三维仿真分析模型如图1所示，主要包括：机舱内所有部件、白车身及外部覆盖件、排气系统等.对初始CAD数据进行包面，最终生成体网格，网格类型为Trim网格，总数为1122万，其结果如图2示.1.2 数学模型1.2.1 基本控制方程汽车发动机舱内流场一般视为定常、三维不可压缩流场，因此可假设其流动过程为稳态湍流［4］.将流体视为由连续分布的无数流体微团构成，其满足连续性方程、N-S方程及能量守恒方程［5］：式中ρ为流体密度，V为速度向量，∇为哈密顿算子，式中P为作用在流体微团表面的压力；fx，fy，fz为作用x，y，z 3个方向上的体积力；τxx，τyy，τzz为流体微团之间相互作用的正应力；τyx，τzx，τx y，τzy，τxz，τyz为流体微团之间相互作用的剪切应力.将以上方程在流体计算域所划分的网格上进行数值离散，得到一组差分方程组，根据已知的边界条件，求解该方程组即可得到各网格节点上物理量，从而得到整个流场［6］.若要计算温度场，则增加能量方程即可.1.2.2 湍流模型标准κ-ε方程湍流模型是目前汽车绕流计算中应用最普遍的湍流模型［7］，即分别引入湍流动能κ及耗散率ε的方程.κ方程为：式中：；Gb表示由于浮力影响引起的湍流动能的κ产生项；黏性系数湍动能κ的Prandlt数σk=1.0；耗散率ε的Prandlt数σε=1.3；经验常数Cμ=0.09，C1ε=1.44，C2ε=1.92［8］.由于标准κ-ε湍流模型只适合模拟完全湍流的流动过程，而汽车绕流计算为含壁面约束的湍流流动，所以需采用壁面函数法对壁面附近的区域进行处理［9］.采用稳态过程计算，在计算过程中同时考虑对流和辐射两种传热方式，辐射计算采用S2S 辐射传热模型.1.3 边界定义计算域进口根据试验工况设定速度入口为80 km/h，温度为40℃.采用多孔介质模型来模拟冷凝器和散热器的阻力特性，通过试验数据分别拟合冷凝器和散热器芯体的惯性阻尼系数及两者的黏性阻尼系数，见表1.发动机舱内部高温热源对周边零部件产生热辐射影响，因此需将高温部件作为边界条件，其试验测试结果见表2.风扇采用MRF隐式算法.舱内主要热源表面由试验测量结果给定温度边界，其他部件表面给定绝热边界及材料辐射系数以求解其表面温度分布.2.1 流场及温度场分析典型截面速度分布见图3，从图中可以看出，冷却气流从进气格栅进入发动机舱后，一部分气流从冷却模块四周泄露，直接流向发动机舱，没有起到有效的冷却作用，需要增加导流板.图4为典型截面温度场分布，从图中可以看出，在发动机排气歧管及催化器处存在高温区域，可能会使该区域附近的电器零部件或温度敏感部件不能有效工作.2.2 发动机舱优化经过对发动机舱流场和温度场分析，发现散热器等周围存在泄漏现象，针对散热器处冷却气流的泄漏情况，考虑在散热器周边增加挡风罩，如图5.将优化方案和原分析结果进行对比（图6），可以看出，增加挡风罩后，有效解决了漏风问题，与原始状态相比，散热器和冷凝器风量明显提高，表3所示为优化前后通过冷凝器、散热器及中冷器风量变化对比.从表3可以看出，优化前后，冷凝器、散热器及中冷器风量分别提高了4.48%、37.31%和25.55%.同时，进行发动机舱温度场分析对比，优化后机舱高温区温度整体降低，优化前后考查项及温度敏感部件温度对比如图7所示.从图7可以看出，除风扇后及转向轴壳体外，其余温度敏感部件的温度均有不同程度的下降，发动机出水温度由原来的111.6℃下降为103.9℃，下降明显，说明优化方案合理可行.通过试验验证优化方案在实车中的效果，散热元件增加挡风装置后在环境仓对该车进行整车热平衡及热害试验，总计布置温度传感器147个，电流电压检测器8个，ECU检测信号62个，如图8所示.布置完测点后，风洞升温至40℃，风速达到80 km/h，并施加8%的坡度后开始测试.所测各点的温度基本稳定后，以20s的时间间隔记录各点的温度，多次测试取其平均值，仿真分析结果与试验结果的对比如图9所示.通过图9中的对比可以看出，目前的仿真结果与试验结果存在一定的误差，但差值均在10%以内，可以满足工程的需要.在某轿车开发过程中，使用CFD技术进行发动机舱流场、温度场分析，针对冷却模块处的泄漏情况及发动机舱散热风险提出改进方案，并进行了分析验证.最终通过与试验结果的对比，验证了此方法合理可行，能满足工程需要.在整车开发阶段，可对汽车发动机舱性能开发提供有力的技术支持.【相关文献】［1］袁侠义，谷正气，杨易，等.汽车发动机舱散热的数值仿真分析［J］.汽车工程，2009，31（9）：843-844.［2］张宝亮.汽车发动机舱热管理技术的研究［D］.上海：上海交通大学，2011.［3］于莹潇，袁兆成，田佳林，等.现代汽车热管理系统研究进展［J］.汽车技术，2009，8：1-2. ［4］王宪成，索文超，张更云，等.电传动装甲车动力舱内空气流场数值模拟及结构改进分析［J］.兵工学报，2007，6：745.［5］陶文铨，数值传热学［M］.西安：西北工业大学出版社，2006：1-6.［6］曹国强，王良模，邹小俊，等.卡车发动机舱流场分析与散热性能研究［J］.机械设计与制造，2013，8：100-101.［7］周宇，钱炜祺，邓有奇，等.K-WSST两方程湍流模型中参数影响的初步分析［J］.空气动力学报，2010，28（2）：213-214.［8］付立敏.汽车设计与空气动力学［M］.北京：机械工业出版社，2010：109-121.［9］潘小卫.赛车CFD仿真及风洞试验研究［D］.长沙：湖南大学，2009.。

基于StarCCM+的汽车风扇自动设计平台研究
韩前鹏;王星
【期刊名称】《工业控制计算机》
【年(卷),期】2024(37)6
【摘要】随着工业制造和计算机信息技术的发展,当前商业仿真软件越来越难以满足汽车零部件的开发要求,这些软件有着对设计人员工程经验要求高、开发周期长、开发过程不可控等缺点。

通过软件技术进行了基于StarCCM+的二次开发,设计了
专门面向汽车风扇的自动化设计软件平台,同时运用相关数据库技术,对有效数据进
行及时的保存,方便开发人员对历史数据的调用,降低了对开发人员的工程经验要求,缩短了开发周期,并使得整个开发过程可视化,以充分适应目前企业高效率产品开发
的要求。

【总页数】3页(P79-80)
【作者】韩前鹏;王星
【作者单位】江汉大学智能制造学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.汽车散热器设计计算平台文档自动生成研究
2.基于J2EE的压气机/风扇结构强度设计集成平台研究
3.基于无扇叶风扇的发动机冷却风扇的设计研究
4.基于伯努力
原理的自动除尘风扇的研究与设计5.电动汽车直流充电桩自动化测试平台的设计与应用研究
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基于Starccm+的某车型外气动特性DOE优化付强，赵婧，芦克龙，马金英，范士杰（中国第一汽车股份有限公司技术中心，长春，130011）摘要：本文以某三厢阶背式经济型轿车为研究对象，使用Starccm+计算软件，结合实验设计和优化理论，对某车型外气动特性进行DOE优化，使目标车型风阻系数降低6.5%。

关键词：外气动降阻优化，实验设计（DOE），CFD0 前言本文使用Starccm+仿真软件，结合实验设计和优化理论，对某经济型轿车开展基于参数化模型的外气动特性DOE优化，综合考虑空气动力学专业特有的耦合特性，解决以往降阻分析过程中仅对单参数进行优化而导致分析结果不全面的问题，以及因多参数优化工作量巨大而难以依靠人工完成的问题。

1 技术路线本文首先使用与优化目标车型具有相同造型特征的参数化模型进行降阻优化分析，通过改变目标参数来获得参数间最佳匹配关系，进而将优化结果反馈至目标车型上，指导目标车型进行降阻优化改进，最终获得最佳低风阻车身造型。

具有计算速度快，分析效率高，结果反馈及时迅速的特点，适合在总布置阶段及造型设计初期使用，可及时明确降阻目标，提供优化方向，使工作更加具有针对性。

本文研究工作建立在一个可实现对多参数、大样本量问题进行自动计算、全局寻优的优化计算平台的基础上，通过集成体网格变形文件Sculptor、流体计算软件Starccm+和优化软件 Isight，实现自动寻优计算。

本文的技术路线具体实现形式为：建立参数化模型→设置变形参数→选取试验设计方法→搭建DOE模型→全局变形计算→模型参数关系分析→自动寻优→最终优化方案确定→最佳参数组合验证→CAS模型验证。

2 参数化模型整车的总体参数匹配是影响整车风阻系数的关键因素之一，良好的参数匹配是低风阻车型的基础。

基于量化参数的思想，建立参数化模型，方便定量修改，基于空气动力学分析的目标与基本原理，确定简化模型需要符合以下原则：1.体现原造型方案的基本特征；2.为满足与实际车型符合度高、适于修改和方便计算的多方面需求，简化模型应多由平面构成，连接处为圆弧曲面；3.需保证简化模型与CAS模型的匹配关系，当简化模型向真实模型拓扑时，由简化模型计算得出的优化方案在CAS造型上使用可获得相应的降阻效果。