基于近似模型的车身气动外形优化

高静　杨志刚　李启良

摘要：以英国汽车工业研究协会（Motor Industry Research Association， MIRA）阶背模型为基本模型，用参数化建模方法建立其纵向对称面的二维模型.运用优化拉丁超立方方法对每组参数化方案生成600组样本点；将MATLAB与Gambit结合，自动快速生成其网格模型；用FLUENT计算每个样本点的气动阻力.建立径向基神经网络（Radial Basis Function Neural Network，RBFNN）近似模型，以阻力最小为优化目标，采用多岛遗传算法优化外形参数；对优化后的结果进行数值模拟，结果表明阻力减少31.9%.三维验证结果表明：二维优化结果不能完全代表三维结果，直接进行三维优化设计的效果更好.

关键词：车身； 参数化建模； 气动优化； 优化拉丁超立方； 径向基神经网络模型； 多岛遗传算法

中图分类号： U461.01

文献标志码： B

0引言

汽车空气动力学特性对汽车的燃油经济性和操纵稳定性影响很大.20世纪70年代，HUCHO等人提出局部优化方法和整体优化方法.局部优化方法根据经验和空气动力原理，在现有车型上对车身各个局部形状

进行修改.由于该方法可以在已有车型上使用，所以应用较为普遍.该方法大多先依据经验将原始模型的某个细节进行修改，并进行多次CFD仿真计算，如果有改善就继续修改，没有改善就开始对下一个细节进行改进，这样逐步对外形进行气动优化.这种方法只考虑单一外形参数变化对气动阻力的影响，未考虑多参数同时变化对气动阻力的影响，更不清楚多个参数之间的相互作用，具有一定的盲目性，得到的通常是……