汽车前部气动外形减阻自动优化研究*

黄森仁，王宇，崔世海，刘学龙



汽车前部气动外形减阻自动优化研究*

黄森仁1，王宇2，崔世海2，刘学龙1

（1.中国汽车技术研究中心有限公司 汽车工程研究院，天津 300300；2.天津科技大学 机械工程学院，天津 300222）

计算流体力学（CFD）在汽车空气动力学设计中得到了广泛应用，但传统的CFD方法只能在产品的CAD几何数模设计完成之后进行分析，CFD分析工程师所提出的优化方案无法得到立即验证，设计周期增长，成本高。文章基于某车的CFD网格模型，针对汽车前部相关设计变量，利用优化软件HyperStudy与网格变形软件HyperMorph、商用流体分析软件STAR-CCM+耦合，实现了汽车气动外形减阻的自动优化流程。

计算流体力学；气动外形；气动减阻；自动优化；实验设计

前言

汽车气动造型的传统优化方式都是由设计师首先设计出车身的基本造型，然后由空气动力学工程师进行计算流体力学（CFD）分析并进行油泥风洞试验，空气动力学工程师根据自己的专业知识及工程经验对汽车造型提出一些可能的减阻优化方案，再由设计师将模型修改后交由空气动力学工程师进行气动特性评估，此过程反复进行，直到达到所要求的目标值或优化时间用尽[1]。这样的过程既费时又费力，往往还达不到预期的效果，耽误企业的研发进程。

随着计算流体力学（CFD）的快速发展，基于CFD分析的汽车气动造型优化设计方法极大地缩短了汽车造型设计时间。本研究针对传统优化方式搭建出一个自动优化平台，该平台对汽车模型前部实现了网格变形的自动化，CFD分析的自动化以及数据采集的自动化。……