ELEMENTS汽車空氣動(dòng)力學(xué)仿真軟件

2017-11-01 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

ELEMENTS軟件是由美國(guó)ARC公司聯(lián)合英國(guó)開源CAE軟件供應(yīng)商ENGYS公司共同研發(fā)的汽車風(fēng)阻風(fēng)噪分析軟件。軟件專注于汽車外形氣動(dòng)仿真,通過(guò)模塊化的操作方式規(guī)范了車輛外流場(chǎng)的仿真流程,讓流體工程能夠輕松獲取汽車的風(fēng)阻和風(fēng)噪特性。另外,軟件集成了多種車輛的100多組風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù),包括轎車、掀背車、直背車、SUV、賽車、輕卡和重卡等,基于這些試驗(yàn)數(shù)據(jù)的修正,確保了軟件仿真結(jié)果的精確性。從發(fā)布至今,該軟件已得到廣泛認(rèn)可,客戶包括通用、福特、捷豹、路虎、江淮、北汽、豐田、本田、三菱、現(xiàn)代、克萊斯勒等。

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ELEMENTS軟件框架空氣動(dòng)力學(xué)分析模塊ELEMENTS軟件提供了兩個(gè)CFD分析模塊,其中之一為汽車外形氣動(dòng)CFD分析模塊,該模塊將汽車風(fēng)阻CFD分析分成6個(gè)操作步驟。1)Start:選擇車型,軟件內(nèi)置了8種車型,包括皮卡、卡車、轎車、橋跑車、SUV、賽車、直背車和掀背車;2)Vehicle Geometry:汽車模型導(dǎo)入和屬性定義;3)Wheels:車輪參數(shù)設(shè)置;4)Porous Media:發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)散熱器、中冷器參數(shù)設(shè)置;5)Wind Tunnel:虛擬風(fēng)洞建模;6)Run:網(wǎng)格劃分和仿真計(jì)算;在上述6個(gè)步驟當(dāng)中,虛擬風(fēng)洞建模和網(wǎng)格劃分容易受流體工程師經(jīng)驗(yàn)的影響,產(chǎn)生仿真誤差。為了規(guī)避這一風(fēng)險(xiǎn),軟件自動(dòng)創(chuàng)建虛擬風(fēng)洞模型,并進(jìn)行汽車外流場(chǎng)網(wǎng)格劃分。為了進(jìn)一步確保仿真結(jié)果的精確性,風(fēng)洞模型和網(wǎng)格大小已根據(jù)汽車風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了修正。

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仿真完成之后,軟件能夠自動(dòng)生成仿真結(jié)果報(bào)告,包括升力值、阻力值,各個(gè)截面壓力分布、速度分布等,并能根據(jù)需要通過(guò)自編程的方式添加截面參量的輸出云圖。

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通用CFD分析模塊除了汽車外形氣動(dòng)分析模塊以外,ELEMENTS軟件還提供了通用CFD分析模塊,用以分析汽車風(fēng)噪、零部件氣動(dòng)噪聲、乘坐舒適性等。該模塊操作過(guò)程分為網(wǎng)格劃分、參數(shù)設(shè)置和執(zhí)行求解三個(gè)步驟。網(wǎng)格劃分:軟件網(wǎng)格劃分支持STL和IGES的幾何格式輸入,采用開源六面體網(wǎng)格生成程序單核或并行生成網(wǎng)格,生成效率高。另外,可在模型表面生成邊界層,通過(guò)自檢查的方式不斷優(yōu)化網(wǎng)格質(zhì)量,直到所有網(wǎng)格通過(guò)質(zhì)量檢查。網(wǎng)格生成過(guò)程全部自動(dòng)化,無(wú)需調(diào)整,極大減少工程師網(wǎng)格劃分時(shí)間。

參數(shù)設(shè)置:軟件全面的建模能力覆蓋所有汽車應(yīng)用的CFD仿真,可求解不可壓/可壓流+多孔介質(zhì)+多相流VOF+換熱+濕度+MRF+動(dòng)網(wǎng)格等。軟件還支持絕大多數(shù)以HELYX為核心的開源求解器,由于極強(qiáng)的開放性,用戶可以自定義場(chǎng)求解,或文本進(jìn)行批處理。Adjoint優(yōu)化分析模塊從伴隨(Adjoint)優(yōu)化的原理上看,由于梯度矢量的求解幾乎與設(shè)計(jì)變量數(shù)目無(wú)關(guān),使得優(yōu)化工作的計(jì)算量驟減。ELEMENTS軟件基于ENGYS開發(fā)的獨(dú)特連續(xù)伴隨優(yōu)化采用了最快的梯度優(yōu)化算法,能夠快速進(jìn)行幾何模型的拓?fù)鋬?yōu)化和形狀優(yōu)化,并支持多目標(biāo)函數(shù)(>10個(gè))。