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原文传递基于逆向工程的汽车覆盖件重建及Fluent仿真分析

论文题名：	基于逆向工程的汽车覆盖件重建及Fluent仿真分析
关键词：	汽车;车身覆盖件;逆向工程;曲面重构;数值模拟
摘要：	在汽车产品设计中，车身设计是整车开发的关键技术之一，而车身覆盖件是车身的重要组成部分，车身市场生命周期短，造型变化快，它关系到整车的开发成本、周期以及其更新换代，是消费者比较关心的一点，对提高竞争力有着重要影响。我国是汽车产销大国，但距离汽车工业强国还有较大差距，主要是自主研发设计的能力不足，包括很多方面，车身是其中重要的一个因素；如果能够站在巨人的肩膀上进行学习和研究，对提高自主创新能力，进行高效率低成本的开发设计和制造汽车外覆盖件有着关键的意义和作用。　　逆向工程技术是实物的数字化技术，包括了数据采集、数据预处理、数据分块和曲面重构等环节，是一种快速、优质、高效的现代设计方法。计算流体力学又称数值模拟，近年来随计算机技术发展而受到广泛关注和应用。该方法也具有所用时间短、成本少、不需实车模型等特点，在汽车新产品的开发和改进方面都有着积极作用，对激发研发人员的创造性思维及先进的现代设计理念有着重要意义。本文将逆向工程与数值模拟结合起来，能显著的缩短车身覆盖件的开发周期，降低研发成本，提高设计效率和质量，对车企及其他制造业有一定的工程意义和实用价值。具体工作包括以下几个方面的内容：　　（1）逆向工程理论的介绍，根据理论进行实践，对标定车身使用激光扫描仪获得点云，经过去除噪声、多视拼合、数据精简等过程得到质量较好的点云数据，然后对其三角网格化，建立点与点之间的拓扑关系，同时通过孔洞修补、褶皱不平处打磨等操作得到光滑的三角平面片；　　（2）提出基于三角平面片抽取车身特征线和边界线的四边域曲面重构方法，相比其他重构手段，这种方法简单高效，它不是在庞大的点云数据中求取特征点，而是在网格化后的三角平面上提取特征线，根据得到的特征线和边界线，把车身外覆盖件划分成几大曲面块，分别进行曲面重构得到整个车身覆盖件。　　（3）简要说明空气动力学相关理论知识，按照一般仿真过程，使用Hypermesh划分面网格，运用ICEM在面网格的基础上划分体网格，从而建立了四面体网格和三棱柱网格混合使用的有限元模型，并在车身附近区域进行网格加密处理。　　（4）使用FLUENT数值模拟，选用Realizable k-湍流模型，二阶迎风离散格式，SIMPLE算法求解压力-速度耦合，得到车身对称面速度矢量分布图、速率分布图和车身对称面压力分布图及车身表面静压分布图等，较好的模拟了汽车的外流场。　　（5）根据云图及数据对结果进行分析，为汽车车身设计提出了改进的建议，根据建议提出增加扰流板来减少气动阻力，并对改进后的模型进行仿真，得到在攻角=10°时效果较好，说明了建议的合理性。
作者：	姜勇剑
专业：	车辆工程
导师：	李文望;许上松
授予学位：	硕士
授予学位单位：	厦门理工学院
学位年度：	2016
正文语种：	中文