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CFD如何加快新型Charger汽车的设计

CFD如何加快新型Charger汽车的设计 2011年12月04日 来源： Dale Earnhardt在场地比赛上是常胜将军，据说这是因为他能够“看到”在汽车上面的空气漩涡，这让他在比赛中占据优势。不过当他的汽车处于对手车子的尾流区时，Earnhardt的感觉大概不可能太好。而赛车制造商则只能依靠简单的风洞去了解气流是如何影响汽车的—这种情况一直持续到计算流体动力学（CFD）的出现。流体动力学是一门研究液体和气体和它周围的固体如何相互作用的学问—考虑一下气体流过形状复杂的Cup car的情况。近年来CFD的发展可以让计算机在虚拟空气中模拟虚拟汽车。制造商可以锻造金属部件之前先研究模拟数据，这会大大节省时间和资金。Dodge在设计新型Charger的时候大量使用了CFD，从上面图片可以看到这方面计算机工作的部分成果。为了保护专利信息，上图稍有改动。

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据Blue Ridge Numerics公司的Jim Spann说，有一家公司为多个NASCAR团队提供一套名为CFdesign的CFD软件，它是专门用于获取边界信息。“物理测试[在风洞中进行]一般只能获得有限的数据。使用CFD，你可以全面了解产品的性能；严格来说我们可以获得汽车所有位置的数据。而传统的测试可能只能获得5个数据点。”数据点最重要的地方当然是单圈成绩：杯赛的记录时间已经精确到1/1000秒，因此精确了解汽车对空气的反应极为重要。例如，CFD可以让制造商看到气流没有按照预想流过驾驶员旁边的A柱，对虚拟模型稍微进行一下修改然后再进行一次模拟，然后真正的汽车就可以被制造出来并进行测试。

而赛车设计者也不只简单追求空气动力学表现；制造商必须首先输入NASCAR提供的规格—强制标准—这些标准用于平衡各个车辆的表现。然后就是汽车装饰问题。据Dodge Motorsports公司的主管John Fernandez说，“一旦NASCAR把汽车的实际三维标准给了我们，我们就要考虑身份区别问题，”或者用于区分不同牌子的细微差别—我们可以看一下Charger的车头部位。CFD加速了整个设计流程。据Dodge公司的首席CFD经理Jean-Michel Esclafer de La Rode说，“草图设计以前要花好几个星期进行模拟试验，而现在我们只要几天就够了。”CFD基本原理计算流体动力学描述液体或气体如何和固体（比如赛车）相互作用的科学。首先在计算机上建立汽车的三维模型，为了进行动力学模拟，设计人员要输入一些数据—比如汽车和风的速度，空气温度以及湿度—然后就可以让CFD软件进行模拟了。在旁边这幅CFD图上，由于汽车周围、底部和车内的气流的速度或压力不同，因此线的颜色也不同。(end)

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