针对矩形件优化排样问题,分别对钣金排样定位和定序策略进行了研究。首先提出空间匹配原则,对剩余矩形法进行改进,解决了零件定位问题。其次根据零件特征仿真求解适合的启发式,并通过蚁群算法进行优化,解决了零件定序问题。再次通过排样实例验证了此算法的可行性。最后通过对柜体常用钣金件进行形状分析,提出了具体的钣金形状优化方案,并对优化方案进行了仿真。仿真结果表明改进剩余矩形算法可以有效提升钣金材料利用率,对钣金排样研究具有一定的指导意义。

基于格子玻尔兹曼方法,使用PowerFLOW软件,选取DrivAer标准汽车模型,研究旋转车轮整车气动特性。对比分析了移动坐标参考系、旋转壁面和滑移网格3种旋转方法的优缺点;在此基础上运用复合旋转方法研究不同背部造型旋转车轮整车气动特性并验证其准确性。研究结果表明复合旋转方法SMRW与实验值相比误差为1.23%,计算效率相对于滑移网格提高15%;车轮旋转时3种背部模型在各风速下阻力系数均降低;车轮旋转时3种背部模型的前轮和车身阻力减小,后轮阻力增加,整车减阻比例分别为5.9%、5.9%、9.7%;旋转车轮主要影响车轮周围流场、车身底部流场以及车尾分离区。

为探究多孔介质影响厢式货车气动特性的机理,采用数值仿真的方法对多孔介质布置前后的厢式货车的外部流场进行分析,得到两种情况下该车的气动阻力系数、表面压力及壁面剪切力分布、涡量、涡量耗散率等气动特性,并结合风洞试验,分析其减阻机理。对比分析多孔介质布置前后各工况的流动特性与气动阻力系数,实验结果表明布置多孔介质后,可明显改善货箱压力场及剪切力分布,减小分离涡对厢式货车周围流场的影响,从而降低气动阻力,验证了多孔介质材料应用于气动减阻的可行性。

传统CFD仿真方法通常只考虑风载荷对汽车气动性能的作用,忽略了车身结构振动与气流之间耦合作用带来的影响,导致计算结果与真实汽车行驶状况存在一定偏差。以1/4标准MIRA模型为研究对象,通过双向显式流固耦合仿真方法将流固耦合效应引入到数值计算中,得到不同工况下的气动力、表面压力、振动频率以及车身姿态角等数据,分析与传统仿真方法在计算结果上的差异,再利用风洞测试技术验证仿真结果的准确性。对比有无耦合仿真及试验结果表明耦合仿真与试验结果更加吻合,各项数据偏差都在5%以内,从而验证了耦合仿真方法的准确性;随车速增加流固耦合效应影响增大,特别是对气动升力的影响较大,直接影响汽车操纵稳定性,因此在高速时流固耦合效应带来的影响不能忽略。