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基于PowerFLOW格子玻尔兹曼方法的C段SUV型BEV流场与声场模拟研究

2023-07-24 19:47:08·  来源：汽车测试网  
　

本研究基于商业流体分析软件PowerFLOW，采用格子玻尔兹曼方法，对一款C段SUV型纯电动车（BEV）的流场和声场进行了模拟分析。该模型包括了上部车身、电机室、电池、悬挂、保护板和地板板块等详细几何结构。计算域为一个100m边长的立方体，其中底盘下部网格具有较高分辨率。所使用的网格尺寸从最小的1.25mm逐渐增加至最大的1.28m，总计网格数约为2亿。通过该研究，我们得出了有关该C段SUV型BEV流场和声场特性的重要结论，这对于车辆设计和优化具有指导意义。


引言

纯电动车辆（BEV）的流场与声场研究是提高车辆性能和乘坐舒适性的重要方面。在本研究中，我们采用商业流体分析软件PowerFLOW，并基于格子玻尔兹曼方法，对一款C段SUV型BEV的流场和声场进行了模拟分析。通过对车辆周围的空气流动和噪声产生机制的深入研究，我们可以优化车辆设计，并改进其整体性能。


研究方法

2.1 车辆模型

我们选取了一款C段SUV型BEV作为研究对象，该车型包括上部车身、电机室、电池、悬挂、保护板和地板板块等详细几何结构。该车型的细致几何模型可以更准确地反映流场和声场的特性。


2.2 数值模拟

我们使用PowerFLOW软件进行数值模拟，该软件基于格子玻尔兹曼方法，可以有效地模拟流体流动和声场传播。计算域为一个100m边长的立方体，其中底盘下部网格设置有较高的分辨率，以捕捉车辆周围复杂的流动结构。为了平衡计算效率和模拟精度，我们采用自适应网格技术，在不同区域使用不同的网格尺寸，最小网格尺寸为1.25mm，最大网格尺寸为1.28m。整个计算域的网格数约为2亿，确保了模拟结果的准确性。


结果与讨论

3.1 流场特性

通过数值模拟，我们获得了C段SUV型BEV在不同工况下的流场分布。研究发现，车身的流线型设计对于减小空气阻力非常重要。同时，电机室、电池等局部区域的流动结构也对整体流场产生影响。在高速行驶时，车辆尾部的湍流区域明显增大，这可能会影响后车跟随性能和燃料效率。

3.2 噪声特性

我们还对C段SUV型BEV的声场进行了模拟分析。研究发现，电动车辆在低速行驶时，由于电机和传动系统的噪声较为显著，整体噪声水平较高。随着车速的增加，空气噪声逐渐成为主要来源。优化车辆的声学性能，可以提高乘坐舒适性，降低车辆对环境的噪声污染。


结论与展望

本研究利用PowerFLOW软件和格子玻尔兹曼方法，对C段SUV型BEV的流场与声场进行了模拟分析。通过对模拟结果的分析，我们深入了解了车辆周围的空气流动和噪声产生机制。在优化车辆设计和提高整体性能方面，本研究为相关工程师和设计师提供了有价值的参考。

然而，本研究仅对一款C段SUV型BEV进行了模拟，后续研究可以扩展到更多不同类型的电动车辆，并结合实际测试数据进行验证。同时，进一步改进格子玻尔兹曼方法，提高数值模拟的准确性和效率，也是未来研究的重要方向。通过不断深入探索电动车辆的流场与声场特性，我们可以为推动电动汽车技术的发展和应用做出更多的贡献。

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