2024年06月04日
达索系统2024年06月04日
海克斯康2024年06月04日
泰克科技2024年06月04日
亿纬锂能2024年06月04日
霍尼韦尔2024年06月03日
德克威尔
2024年06月03日
穆尔电子
2024年06月03日
舍弗勒
2024年05月31日
大族机器人
2024年05月31日
多可机器人
2024年06月03日
直冷系统
2024年05月30日
德州仪器
2024年05月29日
固态电池
2024年05月27日
AVAS
2024年05月15日
ENNOVI
业务诉求:在传统车辆研发中主要面临4个挑战。首先,车型繁多导致工程经验的通用性较低;其次,分析周期短,迭代次数较少;第三,对性能的要求提高,同时还要兼顾更多的兼容需求;最后,成本压力巨大,方案面临着挑战。传统的方法存在一些缺陷,如高度依赖数据、缺乏分析驱动;集成程度较低,主要依靠单一方案或多方案组合验证;缺乏自动化,设计修改的驱动力不直接来自结果,对工程师的经验要求较高。为了应对这些挑战,客户需要采取新的方法和技术来提升研发效率和质量。
解决方案:在传统的基准方案整车阻力系数研发流程中,我们应用Simcenter STAR-CCM+软件作为工具。为了进一步提升效率和优化设计,我们引入了一系列增强措施。首先,我们增加了参数化变量设置,并将这些变量与模型进行了关联。其次,基于基准模型,我们定义了成本函数,并采用伴随求解方法来识别变形因子。此外,我们还基于HEEDSTM平台,设定了变量参数的变化范围,并进行了相关参数的调整,以进行多方案优化。针对寻优求解,我们采用了HEEDS的SHERPA优化算法,能够更快地获取具有更好鲁棒性和更优性能的设计方案。最后,通过丰富的后处理手段,我们能够更直观地进行方案对比和展示。这些增强措施的应用使得研发过程更加高效,并帮助我们获得更具优越性能的设计方案。
实施效果:基于Simcenter STAR-CCM+基准模型仿真,参数化及网格变形morphing,获得的敏感性分析结果。HEEDS可以用于连续平滑地修改参数化CAD几何模型形状。在本例中,工程师应用HEEDS中的SHERPA优化算法自动调整10个外部形状参数组合,并使用STAR-CCM+评估设计方案空气动力学阻力。HEEDS通过评估了2轮,每轮120种不同的设计方案。第一轮优化中,将风阻阻值降低了14%,第二轮优化中,风阻值降低了6%。
企业背景介绍
江铃汽车股份有限公司是一家国家级高新技术企业,也是国家创新型试点企业和国家认定企业技术中心。公司还荣获了国家知识产权示范企业的称号,并被评为“国家整车出口基地”。江铃汽车是集整车及零部件研发、制造、销售、服务于一体的中国汽车行业劲旅,在提供优质汽车产品的同时,致力于通过客制化、智能化的产品和服务满足用户个性化的需求,是中国商用车行业领军企业,也是乘用车领域标杆新势力。江铃汽车在电动化、网联化、智能化、共享化等汽车新四化技术领域深耕不辍。目前江铃经营有3大品牌JMC、福特和驭胜。
企业亟待解决的业务问题
业务挑战1:在新品开发阶段需要有数据支持的方案选择判断。尤其在项目前期,进行方案选型或判断时,难以有比较成熟或者完善的数据来支持目标定义,通常需要有工程师来支持CAD方案设计,投入大。
业务挑战2:降阻方案从概念到工程的一致性,尤其项目开发中选型或者设计变更,会导致之前确定的一系列路径,有可能重新再来一遍,分析工程师在项目中疲于应付。
业务挑战3:借助速度、压力、流线等流场特征来判断单一方案优化方向;在流动复杂区域、尤其关联性较强优化方案间的叠加效果评估较难。
企业应用实践与探索
解决方案实际应用 情况与探索:
场景应用1:对于单一方案优化和复杂关联风阻性能优化中,HEEDS在研发中重新定义了仿真和研发流程。在目标定义阶段,确定关键部件选型和尺寸约束的影响,进行趋势分析;在CAS开发阶段,利用仿真工具Simcenter STAR-CCM+识别整车外形变化对结果影响的敏感度情况,确认关键敏感区域,进行全局寻优,另外在该阶段还可以挖掘关键区域节省计算资源,进行局部寻优;最后整车开发阶段,进行整车优化效果验证,推动工程方案落地。
场景应用2:在基础分析阶段,除了进行常规的基准模型的风阻计算,以及确定成本函数,进行伴随求解以外。需要在基础模型中定义好变量函数,为后续HEEDS调用基于变形功能的函数做好准备。
场景应用3:在工程应用阶段,首先优化分析标记变量参数,在Simcenter STAR-CCM+中建好的变量在HEEDS中的标记为自变量,标定变量范围;标记响应参数,在HEEDS标记Simcenter STAR-CCM+中的整车风阻阻值 (Cd值)为响应变量;优化计算设置,应用SHERPA优化计算,每轮进行120次求解迭代计算,共计2轮。迭代结束后,通过基准模型和最佳样本模型对比,获得优化方案。
实施成效:
经过两轮的优化迭代分析,第一轮优化中,将Cd值降低了14%,第二轮优化中,将Cd值降低了6%。
实施企业反馈与点评:
“优化分析已经成为产品设计的重要手段。HEEDS则是一个独立的优化平台,可以集成主流CAD与CAE软件进行多学科协同优化仿真,采用先进的SHERPA优化算法,具有混合与自适应的特点,能够进行高效与稳健的空间探索,快速找到最佳设计。”
李小华研
产品研究院,整车性能部CFD 经理
江铃汽车股份有限公司
未来合作展望:
本例中利用Simcenter STAR-CCM+和HEEDS进行了单学科多变量的整车风阻优化。另一方面,整车风阻优化带来的造型的变更,也会影响车内布局和结构安全性的变化。未来可以进一步利用HEEDS,进行多学科多目标的优化分析,进一步提升整车性能。
本文作者:
李小华产品研究院,整车性能部CFD经理
江铃汽车股份有限公司
康睿Simcenter仿真产品经理
西门子数字化工业软件