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中汽中心工程院技术快报|风洞新技术之数字孪生技术
基于天津市重点研发计划及中汽中心指南课题，针对风洞先进测试技术及数字风洞技术开展了大量研究和实践，中汽中心工程院风洞开发团队取得了一些阶段性成果。近期我们将分为四期进行分享：雨水管理、环境风洞数字孪生技术、实际道路车身姿态风洞测试、低风阻数字开发技术。今天向您介绍的是：环境风洞数字孪生技术。
汽车环境风洞数字孪生技术
主要功能：依托中汽中心环境风洞试验室，利用数字孪生技术，构建一个和实际汽车环境风洞的结构尺寸、试验条件等一致的数字孪生体，实现环境风洞内高温、低温、阳光、流场等复杂试验场景在数字孪生环境风洞中的模拟复现，可开展汽车整车热平衡（热防护）、乘员舱采暖降温、除霜除雾、热舒适等性能的仿真，提高汽车热流场开发质量，缩短产品开发周期，降低开发成本。
解决问题：构建与真实环境风洞试验条件一致的汽车热流场开发场景，能够解决传统汽车热流场开发精度差和效率低的问题，提升汽车热流场仿真精度；实现汽车热流场仿真、标定、后处理等过程的标准化和流程化封装，显著提升汽车热流场仿真效率。
图1 汽车环境风洞数字孪生技术平台原理
“汽车环境风洞数字孪生技术平台”研发已取得阶段性成果，已完成环境风洞数字孪生建模、环境风洞试验场景的数据采集、环境风洞流场的测试与仿真对标、平台软件的架构设计等工作，流场（风速、压力、温度等）仿真误差<2%。预计到2022年10月，将完成“整车热平衡/热害、车窗除霜除雾、乘员舱采暖和降温、乘员舱热舒适性”等典型应用场景开发。
图2 数字孪生环境风洞模型
图3 数字孪生环境风洞仿真效果图-1
图4 数字孪生环境风洞仿真效果图-2
技术亮点——
1基于数字孪生技术构建与真实环境风洞试验条件一致的汽车热流场开发场景，实现“实验室数字孪生”、“产品性能数字孪生”、“试验过程数字孪生”。
2多角度、多方位、直观、形象地显示数字孪生环境风洞中气流速度、压力、温度及热量等分布情况，揭示汽车在环境风洞内的各种流动与传热规律和机理。
3基于软件二次开发技术和智能标定技术，实现汽车热流场仿真、标定、后处理等过程的标准化和流程化，显著提升汽车热流场仿真效率。
中汽中心风洞实验室于2020年正式投入使用，包含气动声学风洞、环境风洞、环境舱、空调假人、模型制作及评审等相关设施，重点开展风洞先进测试技术、数字风洞技术、节能产品技术研究及应用，在空气动力学、热管理、能量管理领域打造一站式服务供给能力。搭建行业交流平台，开展共性技术研究、标准制定、人才培养等工作，争创国家程技术中心，持续推动行业技术进步。
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