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廣汽 AION S 超低風(fēng)阻開發(fā)實(shí)踐

2019-09-14 18:58:04·  來(lái)源：中國(guó)汽研汽車風(fēng)洞技術(shù)  作者：陳志夫  
　
2019年3月15日，廣汽研究院空氣動(dòng)力學(xué)室主任陳志夫博士通過本公眾號(hào)從理論層面解讀了低風(fēng)阻車量產(chǎn)開發(fā)的意義以及一些思考和體會(huì)（文章鏈接：技術(shù) | 關(guān)于低風(fēng)阻車
2019年3月15日，廣汽研究院空氣動(dòng)力學(xué)室主任陳志夫博士通過本公眾號(hào)從理論層面解讀了低風(fēng)阻車量產(chǎn)開發(fā)的意義以及一些思考和體會(huì)（文章鏈接：技術(shù) | 關(guān)于低風(fēng)阻車量產(chǎn)開發(fā)的思考與實(shí)踐）。本期陳博士將從實(shí)戰(zhàn)層面，結(jié)合廣汽三廂純電轎車AION S的低風(fēng)阻開發(fā)實(shí)踐分享汽車低風(fēng)阻性能開發(fā)的寶貴經(jīng)驗(yàn)。
 
作者簡(jiǎn)介

陳志夫：工學(xué)博士，現(xiàn)任廣汽研究院空氣動(dòng)力學(xué)室主任，負(fù)責(zé)傳祺車型空氣動(dòng)力學(xué)性能開發(fā)及體系能力建設(shè)，主要研究方向?yàn)槠嚳諝鈩?dòng)力學(xué)，汽車風(fēng)噪控制，乘員艙熱舒適性，計(jì)算氣動(dòng)聲學(xué)。

【作者的話】本期分享幾點(diǎn)關(guān)于廣汽三廂純電轎車AION S的低風(fēng)阻開發(fā)實(shí)踐心得，供業(yè)界朋友交流指正。由于認(rèn)知有限，文中錯(cuò)誤及紕漏敬請(qǐng)各位海涵。

引 言

空氣動(dòng)力學(xué)性能開發(fā)工程師猶如一位老中醫(yī)，面對(duì)多變的造型特征與復(fù)雜的繞流流動(dòng)，需要基于經(jīng)驗(yàn)或工具快速精準(zhǔn)診斷，開出良方，即高效精準(zhǔn)的識(shí)別問題點(diǎn)，找到問題本質(zhì)，獲得潛在的工程實(shí)施方案，這是衡量空氣動(dòng)力學(xué)性能開發(fā)工程師及團(tuán)隊(duì)能力的關(guān)鍵指標(biāo)之一。

廣汽AION S基于全流場(chǎng)管理理念開發(fā)：GAC-TFM(Total Flow Management)，通過開發(fā)資源合理配置，采用“望”、“聞”、“問”、“切”4大實(shí)戰(zhàn)手法，實(shí)現(xiàn)布置控制、低風(fēng)阻造型與氣動(dòng)附件的匹配設(shè)計(jì)，繼而達(dá)成整車外流場(chǎng)高效流動(dòng)的目標(biāo)，最終，成就美學(xué)造型與空氣動(dòng)力學(xué)融合設(shè)計(jì)典范。

如何“望”、“聞”、“問”、“切”？

獲得低風(fēng)阻量產(chǎn)方案并推進(jìn)量產(chǎn)實(shí)施是空氣動(dòng)力學(xué)開發(fā)團(tuán)隊(duì)工作的重要目標(biāo)。在開發(fā)過程中，廣汽AION S項(xiàng)目空氣動(dòng)力學(xué)主創(chuàng)工程師文琪先生與團(tuán)隊(duì)成員合作，對(duì)各輪次數(shù)據(jù)及時(shí)開展診斷分析，找到問題根源，快速精準(zhǔn)的提出解決方案，并推進(jìn)落實(shí)。


首先，通過“望”，獲得開發(fā)依據(jù)與開發(fā)標(biāo)桿，即根據(jù)產(chǎn)品定位，開展對(duì)標(biāo)車型研究，過往車型氣動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)及開發(fā)經(jīng)驗(yàn)研究，造型曲面特征、氣動(dòng)附件特征及對(duì)應(yīng)流場(chǎng)結(jié)果設(shè)想與評(píng)估；

然后，通過“聞”，獲得工程約束條件，即認(rèn)真傾聽項(xiàng)目組需求、成本需求、總布置需求、造型設(shè)計(jì)師需求、車身內(nèi)外飾需求及其他專業(yè)組需求，在空氣動(dòng)力學(xué)開發(fā)策略制定及改進(jìn)方案的提出中平衡其需求；

其次，通過“問”，獲得相關(guān)專業(yè)團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)意圖，提升自身的認(rèn)知能力，即保持與設(shè)計(jì)師及其他專業(yè)組的密切溝通，當(dāng)出現(xiàn)設(shè)計(jì)矛盾時(shí)，詢問相關(guān)專業(yè)組的設(shè)計(jì)意圖及設(shè)計(jì)原因，尋找改進(jìn)方案交集點(diǎn)，提升改進(jìn)方案的采納率；

最后，通過“切”，獲得可視化結(jié)果，即利用仿真及試驗(yàn)等方法工具，虛擬驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的利弊及改進(jìn)方案的降阻效果。

以下針對(duì)幾個(gè)典型問題點(diǎn)給予簡(jiǎn)述。

總體規(guī)劃

結(jié)合過去十年來(lái)項(xiàng)目開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的正向開發(fā)流程，針對(duì)AION S空氣動(dòng)力學(xué)性能開發(fā)，氣動(dòng)開發(fā)團(tuán)隊(duì)在前期就制定了一個(gè)詳細(xì)的總體技術(shù)路線：即什么節(jié)點(diǎn)，優(yōu)化什么，優(yōu)化成什么樣子，用什么去做，用什么去評(píng)價(jià)等等。

對(duì)標(biāo)積累

對(duì)標(biāo)不僅只為獲得一個(gè)簡(jiǎn)單的Cd值，還更希望挖掘出隱藏在Cd值背后的貢獻(xiàn)量分解路徑與流場(chǎng)分布特性，更重要的是分析氣流流動(dòng)背后的機(jī)理是什么，才能針對(duì)日益復(fù)雜的造型提供更多的氣動(dòng)解決方案，為性能開發(fā)策略制定及流場(chǎng)優(yōu)化改善提供參考。

A柱優(yōu)化

A柱設(shè)計(jì)歷來(lái)是空氣動(dòng)力學(xué)控制的重點(diǎn)區(qū)域，在設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中，不僅需要解決風(fēng)阻問題，還要平衡風(fēng)噪、水管理、人機(jī)視野、碰撞安全與美學(xué)造型等性能需求，因此，好的A柱設(shè)計(jì)方案往往來(lái)之不易，并且一旦錯(cuò)過最佳控制節(jié)點(diǎn)，就很難改進(jìn)優(yōu)化。


前輪氣壩

減弱前輪兩側(cè)分離氣流的同時(shí)最小化氣壩自身阻力，此外，還需平衡臺(tái)階保護(hù)、強(qiáng)度、涉水與美學(xué)造型需求。


前霧燈側(cè)氣幕

前霧燈側(cè)氣幕主要作用為降低霧燈區(qū)域壓力，減小前保側(cè)面氣流分離強(qiáng)度，改善輪輞內(nèi)外側(cè)壓差，開發(fā)過程中宜設(shè)計(jì)成造型特征，同時(shí)關(guān)注氣幕通道壓損的控制。該處流動(dòng)復(fù)雜，且涉及輪胎旋轉(zhuǎn)，對(duì)仿真模型精度要求較高，建議在風(fēng)洞中對(duì)各細(xì)節(jié)進(jìn)行仔細(xì)推敲。

擴(kuò)散器

擴(kuò)散器主要作用為減弱氣流對(duì)下車體后端的沖擊，加速下車體氣流，平衡尾部上卷與下洗兩股氣流，改善尾部壓力恢復(fù)。


采用高精度CFD仿真方法及風(fēng)洞試驗(yàn)方法，經(jīng)過近百處毫米級(jí)細(xì)節(jié)特征的反復(fù)推敲，最終，使Aion S風(fēng)阻系數(shù)收斂至目標(biāo)以下。


總結(jié)

隨著廣汽全尺寸風(fēng)洞的建設(shè)投入、軟硬件計(jì)算資源的持續(xù)配套、全流場(chǎng)管理理念的深化推進(jìn)及團(tuán)隊(duì)認(rèn)知能力的不斷提升，廣汽將會(huì)打造更加優(yōu)秀、更加全面的低風(fēng)阻量產(chǎn)車。
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