[发明专利]车轮风阻及散热性能的仿真评价方法与系统

说明书

一种车轮风阻及散热性能的仿真评价方法与系统，该方法包括：以保留整车数模的预定特征的方式对整车数模简化处理；然后建立CFD风阻仿真分析模型和车轮散热仿真分析模型；针对预定轮型大小、宽度以及轮胎型号的车轮，建立窗口全覆盖车轮模型和大窗口车轮模型，导入CFD风阻仿真分析模型中分析风阻系数，将这两模型导入车轮散热仿真模型中分析散热性能；选择以窗口全覆盖车轮的风阻系数为最小值基准，大窗口车轮的风阻系数为最大值基准，对同轮型下其他设计风格的车轮分成多档的风阻评价标准进行评价，以窗口全覆盖车轮的散热性能为最差基准，而大窗口车轮的散热性能为最好基准，类似地分成多档的散热评价标准进行评价。

技术领域

本发明属于汽车空气动力学技术领域，尤其是涉及一种车轮风阻及散热性能的仿真评价方法与系统。

背景技术

随着能源、环境问题的日益突出，碳排放要求越来越严苛，节能减排技术成为汽车发展的重点方向之一，汽车低风阻设计作为降低油电能耗和提升续航里程的重要方式，越来越受到行业的关注。车轮作为汽车重要的组成部分，能够贡献整车风阻的20%-30%，所以低风阻车轮设计也成为汽车设计的重要需求。传统低风阻设计方法依赖于整车风洞试验，时间和经济成本较高，难以满足越来越快的研发需求。利用仿真方法进行低风阻汽车设计，可缩短研发周期，降低研发成本，成为汽车开发过程的重要手段。

目前车轮的风阻评价方法主要是通过对比安装不同车轮后，整车风阻系数的变化来进行评价。这种方法一方面整车模型比较复杂，前处理和计算时间比较长，另一方面没有办法给车轮的风阻性能一个定量的判断。同时车轮风阻系数的降低通常需要车轮窗口面积减小，而车轮窗口面积的减小通常会影响刹车盘的散热。但是，目前没有针对车轮散热性能的仿真评价方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种车轮风阻及散热性能的仿真评价方法与系统，其能够有效地兼顾车轮风阻及散热性能的评价。

根据本发明的一方面，提供一种车轮风阻及散热性能的仿真评价方法，包括以下建模仿真步骤：以保留整车数模的预定特征的方式对整车数模进行简化处理，包括底盘的数模简化和发动机舱内的数模简化；基于简化后的整车模型，建立CFD风阻仿真分析模型和建立车轮散热仿真分析模型；针对预定轮型大小、宽度以及轮胎型号的车轮，建立窗口全覆盖车轮模型和车轮窗口面积占车轮正面M/N的大窗口车轮模型，导入所述CFD风阻仿真分析模型中，分析这两款车轮的风阻系数，其中，M、N为自然数，，并且，将所述窗口全覆盖车轮模型和所述大窗口车轮模型导入所述车轮散热仿真模型中，分析这两款车轮的散热性能；选择以窗口全覆盖车轮的风阻系数为最小值基准，大窗口车轮的风阻系数为最大值基准，对同轮型下其他设计风格的车轮分成多档的风阻评价标准进行评价，并且，以窗口全覆盖车轮的散热性能为最差基准，而大窗口车轮的散热性能为最好基准，对同轮型下其他设计风格的车轮分成多档的散热评价标准进行评价。

优选地，还包括如下评价步骤：将待评价的设计中的车轮数模导入所述CFD风阻仿真模型和所述车轮散热仿真模型中，分别计算风阻系数和散热性能，对照所述风阻评价标准和所述散热评价标准进行评价，选择风阻性能且散热性能较好的车轮。

优选地，所述底盘的数模简化包括：对底盘的数模简化，去掉车轴和悬架结构，保留刹车盘结构；所述发动机舱内的数模简化包括：将包括冷凝器多孔介质、散热器多孔介质、外壳和风扇的前端模块简化为一块多孔介质板状区域，该多孔介质板的尺寸与散热器一致；以及将舱内部件中占据较大体积的气缸、变速箱和空气滤清器简化为三块长方体，使其体积与对应原始部件误差在10^-4m³以内，忽略其余原始内部部件。