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原文传递基于初步造型面的某SUV气动减阻效果分析

论文题名：	基于初步造型面的某SUV气动减阻效果分析
关键词：	运动型多用途汽车;气动减阻;计算流体力学;初步造型面
摘要：	为推动国内经济高质量发展和生态文明建设，中国提出了碳达峰、碳中和目标。对于汽车行业而言，面临的是日益严苛的排放法规。行业共识认为降低汽车的气动阻力是一种可有效减少燃油消耗，提升燃油经济性的措施。　　汽车外造型的风阻性能优化一般可以分为三个阶段，分别是CAS面、A面、整车。其中CAS面是造型开发的初始阶段，对造型的风格起着决定性作用。工程实践中，对CAS面模型的优化，通常采用传统的迭代优化，不仅耗时耗力，而且存在为了满足风阻性能要求，对车身一些部位改动较大，牺牲原有的造型风格。此外，在工程实践中发现在CAS面模型上没有减阻效果的方案，加载在整车模型上却表现有效果，这种差异足以影响工程师对有效方案的判断。　　本文基于上述存在的问题，结合已有项目开发经验，通过CFD(计算流体力学)的方法对某型SUV进行气动减阻效果分析，主要研究内容如下: 　　（1）通过对该型SUV的CAS面模型进行CFD仿真分析，选取9个优化部位，利用P_B试验设计探究各部位对气动阻力系数影响的显著性，筛选出对气动阻力系数影响较小的A类变量和对气动阻力系数影响较大的B类变量。　　（2）对于B类变量，基于自动计算流程平台，结合DOE采样方法建立Kriging代理模型，利用多岛遗传算法，以气动阻力系数最低，对原始造型改动较小为优化目标进行寻优，结果表明仅对两个部位进行小幅度改动，便有8个Count的减阻，优化值与仿真值误差为0.35%，充分说明了该套方法的有效性与准确性。　　（3）基于该型SUV的整车底盘架构，搭建该型SUV的整车模型，并引入AGS（主动进气格栅）。通过对比有无AGS整车模型的CFD计算结果，从气流流动层面分析两者气动阻力系数产生差异的原因，研究AGS对气动减阻的特殊贡献。其次也对比了CAS面模型与AGS整车模型的CFD计算结果，探究两者模型在车身外表面一致的情况下，发动机舱和底盘系统对气动阻力的影响。　　（4）对A类变量中的各参数变量选取高、中、低三个水平，计算得出同一方案下，在CAS面模型和AGS整车模型上的气动阻力系数。依据计算结果，进行对比分析，分别研究了同一方案在CAS面模型和AGS整车模型上，产生减阻效果异同的原因，为实际工程开发提供参考。　　本文对某型SUV进行气动减阻研究，首先采用P_B试验设计，来筛选对气动阻力系数影响较大的变量，基于该类变量结合所搭建的自动计算流程平台，构建代理模型，并用算法对其进行寻优的这套方法。结果表明使用该套方法不仅可以大幅度提高优化效率，而且在获得较低气动阻力系数的同时，可以最大程度上保留原始造型风格。为之后CAS面阶段的风阻性能优化提供较高的工程借鉴意义。其次通过对比分析同一方案在CAS面模型和AGS整车模型上表现的异同，其结果可为后续风阻性能的工程开发提供有益参考。
作者：	黄志华
专业：	工程(车辆工程)
导师：	赖晨光;王庆洋
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆理工大学
学位年度：	2022