考虑气动特性的汽车前照灯造型参数化方法

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1、万方数据第22卷第2期计算机辅助设计与图形学学报V01．22No．22010年2月JournalofComputer—AidedDesign&ComputerGraphicsFeb．2010考虑气动特性的汽车前照灯造型参数化方法蒋兰芳，刘红，柴国钟(浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室杭州310032)(amyjianglf@gmail．tom)摘要：为研究汽车前照灯造型对汽车气动阻力的影响并指导车灯造型设计，提出一种车灯造型参数化方法．结合美学、考虑汽车空气动力学，在分析汽车前部和车灯造型的基础上，总结出车灯造型的3类设计参数；建立了由“考虑美学与气动阻力的车灯造型汽车外流场数值

2、分析简化模型”和正交实验优化算法组成的车灯造型参数设计平台．实例的数值计算和风洞实验验证了文中方法的有效性及参数优化组合的效果．该方法对丰富汽车造型设计和车灯设计、促进其工程化很有意义．关键词：汽车前照灯；参数化方法；气动阻力；优化中图法分类号：U463ParametricModelingMethodofAutomotiveHeadlampsConsideringAerodynamicsJiangLanfang，LiuHong，andChaiGuozhong(TheMOEKeyLaboratoryofMechanicalManufactIzPeandAutomation，ZhejiangU

3、niversityofTechnology，Hangzhou310032)Abstract：Aparametricmodelingmethodforautomotiveheadlampsispresentedtoinvestigatetheinfluenceofheadlampmodelingonautomotiveaerodynamicdrag，andguidetheheadlampmodelingdesign．Combiningaestheticsandaerodynamics，threesortsofdesignparametersofheadlampmodelingaresumma

4、rized，basedonanalysisoftheautomotiveforebodyandheadlampmodeling．Aparametricdesignplatformforheadlampisestablished．Itiscomposedofthesimplifiedmodelofflowfieldaroundautomobileandtheorthogonalexperimentaloptimalalgorithm．Numericalcalculationsandwindtunnelexperimentsofexamplesvalidatetheparametricmeth

5、odandtheeffectofoptimalcombinationofparameters．Thismethodisofimportancetoenrichtheautomotivemodelingdesignandheadlampdesign．Keywords：automotiveheadlamp；parametricmethod；aerodynamicdrag；optimization由于全球性环境和能源问题，改进汽车的气动造型、降低阻力系数，成为改善汽车的动力性和燃油经济性的最有效的方法之一．汽车前照灯是汽车最重要的灯具之一，它位于汽车前脸、两侧边角这个特殊位置．当气流流经该位置时

6、，将会引起气流运动轨迹的变化，且不同的车灯造型对流场的影响也不同，也就是说，前照灯的造型对汽车的气动阻力具有一定的影响[1]．此外，前照灯也是整车美学造型最活跃、最精彩的因素，是汽车造型设计的“传神”窗口．已有的关于造型对气动阻力的影响的研究主要集中在分析典型的汽车造型对汽车外流场和气动特性的影响．如Fares[2]和Guilmineau[3]利用常用的简化汽车模型——Ahmed模型，对不同尾部倾斜角(25。，30。和35。)的造型进行外流场数值模拟；文献[4]对几种典型的汽车车身前部形状进行二维的收稿13期：2009一Ol一16；修回日期：2009—08—17．基金项目：浙江省重大科技专

7、项(2006C11069)．蒋兰芳(1979一)，女，博士，主要研究方向为现代设计理论及方法、汽车零部件及模具技术；刘红(1960一)，男，博士，教授，硕士生导师，主要研究方向为CAD与工程结构分析、汽车零部件及模具技术；柴国钟(1957一)，男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向为机械强度及CAE、现代设计理论及方法．万方数据294计算机辅助设计与图形学学报第22卷汽车外流场数值模拟；高峰等[53对3种典型的尾部形状