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同步CFD方法用于汽車設計上的案例

時間:2011-02-09 09:13:51 來源:未知

計算流體力學(CFD)分析軟件的一個新種類“同步CFD”被證明在分析熱、流體和氣體流動狀況方面效率非常高,幫助工程師在沒有CFD 專家的情況,在他們的工作臺上就能作出關鍵的設計決定。這種非常直觀的集成在MCAD 環境中的流程,幫助設計工程師在多種汽車部件和系統如加熱系統、冷卻系統、油路系統、剎車系統、排氣系統、車身板件等等產品的設計早期優化設計,降低制造成本。

   傳統和前端CFD 方法在使用上復雜、操作不靈活、或操作耗時,然而使用同步CFD 技術,結構設計團隊可以加快設計流程,提高設計效率,減少設計返工,以此提高利潤。  

  Ventrex 汽車:節省50 個模型,上市時間提前四個月

  正如早前在白皮書中解釋的那樣,運行虛擬樣機而不是制造物理模型能極大地節省時間和成本。這顯然是位于奧地利格拉茨的Ventrex 汽車有限公司的經驗之談。該公司為所有主要汽車制造商供應壓縮機和空氣調節閥。

  近來的挑戰是研發適合新型二氧化碳制冷劑的閥門,其取代了那些適于氫氟碳化合物的閥門。這些新流體在7 倍乃至10 倍更高壓力下運行,許多空調系統的部件諸如用于系統排氣和進氣的閥門需要重新設計,loEFD 的關鍵優勢在于它能仿真新設計中的壓力降而無需建立真實物理模型,它還能提供診斷信息,如流場內每點的流速和流場,使得工程師能夠確定最優設計。

    Ventrex 長期以來一直使用CATIA,因此他們選擇FloEFD.V5,可直接嵌入CAD 環境中。不是將模型留在了CAD 軟件中,Ventrex 工程師只要執行菜單選擇,就將CATIA 中的數據導入到了FloEFD 中進行模擬,自動確定閥內有流體流動的空隙所在之處,工程師僅需指定邊界條件以及該邊界條件下的進口和出口壓力。該公司的項目經理表示:“幾小時內,我們就對初步的概念設計有了完整的模擬,并能夠集中精力去改善它。”結果是“嵌入CAD 的CFD 軟件,其確定仿真結果幾乎同我們改變設計的速度一致。我們能夠將新型二氧化碳閥的流速提高15%,同時幾乎減少50 個模型,上市時間提前四個月。

Miniature Precision Components:快速評估12 個設計方案

      在汽車和商業行業中,全球公認的居于領先地位的創新設計和世界一流熱塑性零件生產商——Miniature Precision Components(MPC)公司,其提供功能化熱塑性注射、擠壓和吸氣式吹塑成型配件/輔助配件。

  MPC 總部設在美國Wisconsin 的Walworth, 公司擁有約1500 名員工。生產零排放車輛這一長期性任務的過渡性步驟是生產由電力或氫燃料電池所驅動的車輛,在美國幾個大洲中,允許發放牌照給繼續使用汽油發動機的部分零排放車輛(PZEVs)。為了符合PZEV 資格,車輛必須滿足“超低排放車輛”的標準,其燃料系統實現零蒸發排放物。PZEV 主要特點是車輛在進氣口對氫氟碳化合物進行密封,以防止發動機停止后含雜質氫氟碳化合物發生泄漏——它必須這樣做,以避免空氣進入發動機引起背壓明顯增加。因為背壓增加將對燃料效率和性能產生不利影響。

  在競爭激烈的氫氟碳化合物密封裝置設計中,MPC 公司的工程師從物理設計生成CATIA 模型開始。他們先分析各種基于經驗形成的初步模型。使用FloEFD.V5 軟件來分析很簡易,僅需定義邊界條件和運行流動分析。很快他們便發現采用5 個輻條的模型得到的背壓最低,但還是不夠低。然后工程師數十次修改5 個輻條的設計,每次均改變了輻條的幾何形狀和碳元素間距。負責該項目的工程師表示:“最終,我至少能夠在該軟件中實現背壓目標。我們建立快速模型,并根據CFD 預測發現背壓處于0.1 英寸水中最低。”……


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