一种汽车风阻系数的确定方法及装置的制造方法_2

文档序号:9708536阅读:来源:国知局
[0047]步骤S103:根据所述汽车截面的轮廓线,确定所述汽车模型对应的离散型模型。
[0048]由于确定汽车风阻系数的本质是应用离散化的数值方法对汽车周围的流体进行分析,因此,需要建立汽车模型对应的离散型模型。
[0049]步骤S104:根据所述离散型模型及设定的该模型的物理条件与边界条件,确定汽车风阻系数。
[0050]本发明实施例中,离散型模型的物理条件主要包括湍流模型、稳态、分离流及连续介质;离散型模型的边界条件主要包括车辆的行驶速度和车辆行驶过程中的气体压力,车辆行驶过程中的气体压力,一般设置为标准大气压。
[0051]应用本发明实施例提供的技术方案,在确定的汽车模型中,通过沿汽车长度方向截取一个汽车截面;确定所述汽车截面的轮廓线;根据所述汽车截面的轮廓线,确定所述汽车模型对应的离散型模型;通过对所述离散型模型的物理条件与边界条件进行设定,计算得到汽车风阻系数。本发明实施例在确定汽车的风阻系数时,仅需要截取一个汽车截面,大大减少了计算数据,提高了汽车开发的效率。
[0052]在图1A所示实施例的基础上,本发明的一个实施例中,所述沿汽车长度方向截取一个汽车截面,包括:
[0053]在汽车模型中,截取一个在Y方向为预设值的一个截面,将该截面作为汽车截面,其中在所述汽车模型中定义汽车车头的顶点为原点,汽车的长度方向为X方向,汽车的宽度方向为Y方向,汽车的高度方向为Z方向。
[0054]具体的,如图1B中所示,定义汽车车头的顶点为原点,汽车的长度方向为X方向,汽车的宽度方向为Y方向,汽车的高度方向为Z方向。截取的汽车截面在Y方向的预设值可以有多个选择,例如Y = 0,Y = 50毫米或者Y=100毫米,较佳的,为了所截取的汽车截面更好的体现出汽车的造型特点,通常截取γ = 0的截面,如图1Β中所示,Υ0截面即为Υ = 0的截面,Υ1截面是指Υ=100毫米的截面。
[0055]沿汽车长度方向截取的汽车截面,可以作为汽车外流场模拟计算的依据,不需要汽车的整车模型,使得计算数据大大减少,计算过程得以简化。
[0056]在本发明的一个实施例中,所述确定汽车截面的轮廓线,包括:
[0057]将将截取的所述汽车截面与所述汽车模型相切,确定汽车截面的轮廓线。
[0058]汽车截面的轮廓线可以通过将截取的所述汽车截面与所述汽车模型相切得到,当然,也可以通过其他方法得到,此处不再赘述。
[0059]在图1Α所述实施例的基础上,确定所述汽车模型对应的离散型模型的过程如图2所示,包括:
[0060]步骤S201:将所述确定的汽车截面的轮廓线映射到计算域中,其中所述计算域的大小根据所述汽车截面的轮廓线及汽车的尺寸确定。
[0061 ]根据图1Α对应实施例中的描述,因为坐标系确定,该汽车截面为截取的Υ为预设值的截面,因此得到的汽车截面的轮廓线可以投影到Χ0Ζ坐标系中。在确定计算域时,可以在Χ0Ζ坐标系中确定该计算域的大小。在确定计算域的大小时,根据汽车截面的轮廓线中的边界点的坐标及每个方向预设的与汽车的尺寸对应的距离阈值,确定计算域的边界点的坐标,根据计算域边界点的坐标,确定该计算域对应的区域及其大小。
[0062]具体的,如图1C所示,在Χ0Ζ坐标系中,汽车截面轮廓线的在X方向的边界点为Α0和Β0,由于汽车车顶部可以视为一个平面,因此可以取汽车截面轮廓线在Ζ方向的一个边界点为C0。本发明实施例中,在X反方向的距离阈值设为L1,在X正方向的距离阈值设为L2,在Ζ正方向的距离阈值设为L3。根据汽车截面轮廓线的在X方向的边界点Α0及在X反方向的距离阈值L1,确定计算域在X方向的边界点Α1,根据汽车截面轮廓线的在X方向的边界点Β0及在X正方向的距离阈值L2,确定计算域在X方向的边界点Β1,根据汽车截面轮廓线的在Ζ方向的边界点C0及在Ζ正方向的距离阈值L3,确定计算域在Ζ方向的边界点C1,经过Α1、Β1点分别作X轴的垂线,过C1点作Ζ轴的垂线,三条垂线相交并与X轴共同围成一个长方形区域S1,该长方形区域S1即为计算域。其中,距离阈值L1、L2及L3的取值有多种选择,较佳的,一般选取Ll =4倍汽车长度,L2 = 8倍汽车长度,L3 = 5倍汽车长度,这样确定的计算域能够得到更准确的离散型模型。
[0063]步骤S202:删除计算域上汽车截面的轮廓线包围的区域。
[0064]根据步骤S201确定计算域SI,将汽车截面轮廓线包围的区域SO删除掉,得到的计算域中剩余的区域就是一个空心的封闭区域,可以保证流体顺利通过,实现对汽车风阻系数的确定。
[0065]步骤S203:将所述计算域中剩余的区域沿Y向拉伸预设距离,确定拉伸后的所述计算域与所述轮廓线对应的封闭区域。
[0066]由于上述过程确定的剩余的区域也是在Χ0Ζ坐标系中的,对应的是一个封闭的面,因此可以将剩余的区域沿Y向拉伸预设距离,从而得到立体的封闭的区域。
[0067]将所述计算域中剩余的区域沿Y向拉伸的目的是由一个二维的平面区域得到一个三维的立体区域,用于后续确定离散型模型。在本发明实施例中,预设距离可以根据需要任意设定,一般预设距离可以为50毫米或者100毫米。
[0068]步骤S204:将所述封闭区域生成网格模型,并将该网格模型作为所述离散型模型。
[0069]由封闭区域生成网格模型属于现有技术,例如可以通过计算机辅助软件实现的,如Star CCM+等。
[0070]在本发明实施例中,所述网格模型包括:面网格模型和体网格模型。在生成网格模型时,可以生成面网格模型,也可以生成体网格模型。体网格模型相对面网格模型计算精度更高,面网格模型相对于体网格模型计算速度更快,用户在具体使用时,可以根据具体需要灵活选择。
[0071]对于由封闭区域生成的面网格模型,是指在封闭区域的表面生成面网格得到的面网格模型。通常,根据流体力学原理,由于汽车轮廓线拉伸后得到的曲面表面具有粘性,可以将汽车轮廓线拉伸后得到的曲面表面生成多层边界层,使得到的面网格模型更加准确。其中,汽车截面轮廓线表面边界层的层数可以根据需要进行设定,一般根据经验值,边界层的层数可以为5层。
[0072]对于封闭区域生成的体网格模型,是指将封闭区域划分为多个立体网格,从而得到对应的体网格模型。可以是根据封闭区域直接生成,也可以根据封闭区域生成面网格模型生成。由封闭区域生成面网格模型和体网格模型的过程属于现有技术,在本发明实施例中对该过程不进行赘述。
[0073]应用本发明实施例提供的技术方案,在确定的汽车模型中,通过沿汽车长度方向截取一个汽车截面;确定汽车截面的轮廓线;根据汽车截面的轮廓线,确定汽车截面轮廓线与计算域确定的封闭区域,进而确定汽车模型对应的离散型模型,并通过设定所述离散型模型的物理条件与边界条件,确定汽车风阻系数。由于本发明实施例仅需要截取一个汽车截面,大大减少了计算数据,提高了汽车开发的效率。
[0074]相应于图1A所示的方法实施例,图3为本发明实施例提供的一种汽车风阻系数的确定装置的结构示意图,该装置应用于终端设备。参见图3所示,该装置可以包括以下模块:
[0075]汽车截面确定模块31,用于在确定的汽车模型中,沿汽车长度方向截取一个汽车截面,其中所述汽车截面与汽车的轴线方向垂直;
[0076]汽车截面轮廓线确定模块32,用于根据截取的所述汽车截面及所述汽车模型,确定所述汽车截面的轮廓线;
[0077]离散型模型确定模块33,用于根据所述汽车截面的轮廓线,确定
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