本田节能赛车车壳设计与仿真分析

2018-03-06吕金星张富坤王晓红梁媛媛孔超

汽车实用技术 2018年3期

关键词：云图动力学赛车

吕金星，张富坤，王晓红，梁媛媛，孔超

（1.天津职业技术师范大学，天津 300222；2.青岛市技师学院，山东青岛 266229；3.上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司，山东青岛 266001）

前言

针对节能主题，本田公司创立了Honda中国节能竞技大赛，该项赛事目标是不断提高能源利用效率。比赛中，赛车外部壳体（车壳）造型是影响赛事结果的关键因素之一。

1 赛车车壳的设计

1.1 车壳的设计原则

赛车车壳的作用是减小风阻、保护驾驶员及美观。车壳设计满足赛车轴距、轮距、驾驶员安全及视野等要求。车壳基于赛车主体尺寸要求进行设计。

1.2 赛车车壳的设计

图1 赛车车壳实体

基于比赛规则，根据赛车主体尺寸，基于空气动力学要求，将车壳设计为水滴形。利用Rhinoceros软件对车壳进行设计和绘制，设计的车壳线条图如图1所示。

2 赛车车壳的仿真分析

车壳造型空气动力学条件对汽车的动力性、燃油经济性及操稳性都有着十分重要的作用。采用数值模拟的方法来进行仿真分析。利用STAR-CD软件，分析过程分为前处理，分析计算和后处理。前处理步骤包括：导入模型表面、创建计算域、设置壁面边界条件、生成体网格等操作。具体分析步骤如下：导入表面→修复表面→定义边界条件→设置网格模型及参数→生成网格→设置物理模型及参数→定义求解器参数→后处理。

迭代计算中，迭代步数越多、模型网格数越多，计算精度也越高，但总计算时间越长。试算发现迭代200步后计算结果稳定，已经收敛。车身迎风面压力云图如图2所示，表面压力云图如图3所示。