基于逆向工程的汽車覆蓋件重建及Fluent仿真分析.pdf

1、在汽車產(chǎn)品設(shè)計中，車身設(shè)計是整車開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一，而車身覆蓋件是車身的重要組成部分，車身市場生命周期短，造型變化快，它關(guān)系到整車的開發(fā)成本、周期以及其更新?lián)Q代，是消費者比較關(guān)心的一點，對提高競爭力有著重要影響。我國是汽車產(chǎn)銷大國，但距離汽車工業(yè)強國還有較大差距，主要是自主研發(fā)設(shè)計的能力不足，包括很多方面，車身是其中重要的一個因素；如果能夠站在巨人的肩膀上進行學習和研究，對提高自主創(chuàng)新能力，進行高效率低成本的開發(fā)設(shè)計和制造汽車外覆蓋件有

2、著關(guān)鍵的意義和作用。
　　逆向工程技術(shù)是實物的數(shù)字化技術(shù)，包括了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預處理、數(shù)據(jù)分塊和曲面重構(gòu)等環(huán)節(jié)，是一種快速、優(yōu)質(zhì)、高效的現(xiàn)代設(shè)計方法。計算流體力學又稱數(shù)值模擬，近年來隨計算機技術(shù)發(fā)展而受到廣泛關(guān)注和應用。該方法也具有所用時間短、成本少、不需實車模型等特點，在汽車新產(chǎn)品的開發(fā)和改進方面都有著積極作用，對激發(fā)研發(fā)人員的創(chuàng)造性思維及先進的現(xiàn)代設(shè)計理念有著重要意義。本文將逆向工程與數(shù)值模擬結(jié)合起來，能顯著的縮短車身覆蓋件的

3、開發(fā)周期，降低研發(fā)成本，提高設(shè)計效率和質(zhì)量，對車企及其他制造業(yè)有一定的工程意義和實用價值。具體工作包括以下幾個方面的內(nèi)容：
　?。?）逆向工程理論的介紹，根據(jù)理論進行實踐，對標定車身使用激光掃描儀獲得點云，經(jīng)過去除噪聲、多視拼合、數(shù)據(jù)精簡等過程得到質(zhì)量較好的點云數(shù)據(jù)，然后對其三角網(wǎng)格化，建立點與點之間的拓撲關(guān)系，同時通過孔洞修補、褶皺不平處打磨等操作得到光滑的三角平面片；
　?。?）提出基于三角平面片抽取車身特征線和邊界線的

4、四邊域曲面重構(gòu)方法，相比其他重構(gòu)手段，這種方法簡單高效，它不是在龐大的點云數(shù)據(jù)中求取特征點，而是在網(wǎng)格化后的三角平面上提取特征線，根據(jù)得到的特征線和邊界線，把車身外覆蓋件劃分成幾大曲面塊，分別進行曲面重構(gòu)得到整個車身覆蓋件。
　?。?）簡要說明空氣動力學相關(guān)理論知識，按照一般仿真過程，使用Hypermesh劃分面網(wǎng)格，運用ICEM在面網(wǎng)格的基礎(chǔ)上劃分體網(wǎng)格，從而建立了四面體網(wǎng)格和三棱柱網(wǎng)格混合使用的有限元模型，并在車身附近區(qū)域進行

5、網(wǎng)格加密處理。
　?。?）使用FLUENT數(shù)值模擬，選用Realizable k-湍流模型，二階迎風離散格式，SIMPLE算法求解壓力-速度耦合，得到車身對稱面速度矢量分布圖、速率分布圖和車身對稱面壓力分布圖及車身表面靜壓分布圖等，較好的模擬了汽車的外流場。
　　（5）根據(jù)云圖及數(shù)據(jù)對結(jié)果進行分析，為汽車車身設(shè)計提出了改進的建議，根據(jù)建議提出增加擾流板來減少氣動阻力，并對改進后的模型進行仿真，得到在攻角=10°時效果較好，說