车辆工程

随着车辆工程对产品的研发要求越来越高、周期越来越紧、成本压力越来越大,利用高性能计算进行CAE分析成为不可或缺的部分。利用天河工程仿真云,基于强大的高性能运算能力,结合一套从前处理、仿真到后处理完备的软件体系,最终实现产品研发的全过程,帮助车辆制造企业提高产品研发周期、提升产品研发质量,加速车辆制造企业掌握核心竞争力。

目前,天河工程仿真云已为天津一汽、中国汽车技术研究中心、上海麦格纳、北京交通大学等企业、高校、科研单位提供高性能仿真计算服务。

 

应用案例:

某款车型整车碰撞性能优化分析——天津一汽

随着汽车保有量的增长,道路交通事故已成为世界性的问题,汽车被动安全技术要求越来越高。以往主要是通过大量反复的汽车碰撞试验进行被动安全评估。但碰撞试验需要经过多次反复才能得到试验数据,不仅研发周期长,且费用高昂。因此,通过CAE技术进行汽车碰撞过程的性能优化分析可极大的缩短整车开发周期,且极大的节约成本。然而,为获得更精细化的优化结果,最大程度提高汽车的被动安全性能,高性能计算是必不可少的手段。 

天津一汽利用“天河工程仿真云”平台对其在研的一款车型进行碰撞仿真,图1为仿真分析结果。

图1 正面100%重叠刚性壁障碰撞试验及有限元仿真

表1 CPU核心数与计算时间

通过计算测试(表1),正面100%重叠刚性壁障碰撞模拟计算,采用64个CPU核并行计算仅需4286秒(约合1.19小时),计算效率非常高(图2)。

图2 正面100%重叠刚性壁障碰撞试验模拟计算时间-CPU核心数曲线

整车气动性结构优化分析——天津一汽

汽车行驶过程中风阻系数是影响整车油耗的关键因素,而尾部结构以及底盘布局这些具体的影响参数很难通过实验手段得到定量的结果。 天津一汽夏利新车型研制,整车计算单元2000万,运用“天河一号”仿真平台96核并行计算,2小时完成稳态流场计算。

图3 整车气动性结构优化分析结果

列车通过隧道过程气动分析——北京交通大学

DES方法能够很好捕捉流场细节,可以对列车流场结构有一个更深入的认识。北京交通大学基于DES,对高速列车通过隧道的运行工况进行数值模拟。采用接近真实列车几何模型,且DES对网格量的要求相对较高,划分2000万网格,采用48核计算列车行进0.5s用时90小时,由图4可以看到由于隧道壁的干扰,列车尾涡在隧道内得到明显加强,且尾涡长度明显增加。

图4 列车通过隧道过程数值模拟结果

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