车辆设计将空气动力学融入早期设计

最大化车辆的续航和性能需要在设计美学与空气动力学效率之间取得精准平衡。传统设计流程将创意团队和工程团队分割成不同的工作流程。这种分离限制了空气动力性能反馈对早期车辆设计的影响，可能导致开发周期后期出现重大延迟和昂贵的改装。统一方法现已将先进的空气动力学仿真直接整合到早期概念设计阶段。 本文探讨了3DEXPERIENCE平台如何连接设计与分析工作流程。我们讨论了传统工作流程的限制、可用的解决方案，以及从设计初期阶段就引入空气动力学分析的好处。

孤岛设计流程的挑战

传统模型将设计师和空气动力学专家分开，形成独立的工作流程。设计团队开发概念并提交给分析团队进行评估和审查。这一过程带来了显著的技术瓶颈。

时间延迟是主要的约束。设计师通常会等待一到两周才能收到对作品的反馈。这种延长的反馈回路降低了设计迭代的效率。空气动力学分析完成后，设计团队已超越初步概念，这使得在不打乱项目进度的情况下进行修改变得困难。

协作又带来了另一个技术挑战。不连贯的工具和流程使信息共享变得离散且繁琐。这导致规范不准确，并需要对车辆车身部件进行层级调整以满足空气动力学目标。这种被动式方法会破坏原始设计意图，并在开发周期中产生意想不到的变化。

现代车辆设计的统一解决方案

这些挑战需要计算高效、准确、灵活且统一的解决方案。设计师需要能够独立执行空气动力学模拟，无需专门分析师参与即可即时反馈。结果必须保持足够的准确性，以便做出明智的决策。该系统必须处理各种车辆配置和设计探索。

该3D体验平台通过连接和简化的工作流程满足这些需求。它为设计师提供专家级的计算工具，且界面可访问。这使得空气动力学可以作为统一的设计参数，而非最终验证步骤。这种方法能够实现高效的迭代流程，促进设计创新。

将空气动力学分析整合到早期概念阶段，使设计师能够从最优位置开始。初步构想更接近最终空气动力学目标，缩短开发时间并减少后续修改。这样既保留了关键的设计元素，又留出了完善的时间。

空气动力学集成的逐步工作流程

该过程将计算工具集成到统一的仪表盘中。你会从草图转向经过深入分析的3D模型，速度大幅提升。

1. 建模与塑形：从中开始CATIA的Imagine & Shape和Natural Sketch应用。创建细分模型，并用直观的控制作曲线。对这些变化进行参数化，通过数值调整实现快速形状探索。

2. 通过仪表盘进行仿真设置：通过拖拽作将已准备好的设计转移到专用仪表盘。该仪表盘自动化复杂计算流体动力学（CFD）工作流程步骤。

• 模型分类：系统使用预设过滤器自动分类装配部件——如车身面板和轮子——从而实现模拟模板的正确分布。

• 模式构建自动化：CFD几何准备，称为网格化，传统上需要手工作，需花费数天或数周时间。该平台通过先进的算法实现自动化，能够在大约一小时内清理几何体、弥补缝隙，并创建适合仿真的模型模型。这将人工工作时间转换为自动化机器时间。

• 运行模拟：高性能计算技术使得在几小时内运行CFD仿真，只需准备好网格、构建场景并提交模拟。高性能计算（HPC）能够准确计算空气动力学结果，包括阻力和升力系数。

• 后期处理：能够在几分钟内访问空气动力学指标，如阻力和升力系数，还能预设流向可视化场景，全部以3D体验呈现。多个利益相关者可以共同协作审查结果。

虚拟现实中的可视化与协作

理解仿真数据需要有效的可视化能力。该平台提供先进的可视化工具，包括通过产品感知体验应用实现的沉浸式虚拟现实（VR）。

加载用于VR可视化的仿真数据只需几分钟。多个利益相关者可以加入共享的虚拟会议，协作审查结果。在这个数字环境中，你可以在1：1全比例模型上可视化流动分离、压力分布和瞬态流动动画。

这种协作环境促进了实时分析和决策。例如，当团队发现车辆下压力或阻力不足时，设计师会返回建模应用，调整后扰流板几何形状，并将更改保存为新版本。（注：这可扩展到任何空气动力学性能指标。同样，后扰流板几何设计也是一个设计变更的例子，但其他改动也有可能。）

仪表盘会标记过时的组件。用最新的版本替换并重运行模拟，通常会重复使用之前的计算组件以减少情景准备时间。将基线和修改迭代的结果并排比较。分析权衡——为提升期望的下压力而略微增加阻力——并评估目标顺应性。

连接设计与工程的未来

这一简化的建模与仿真流程无缝集成于更广泛的3DEXPERIENCE平台，连接产品开发的各个方面。需求、项目管理、测试和验证数据存储在统一的仓库中。这确保设计工作室的决策与更广泛的工程和业务目标保持一致。

及早且持续地整合空气动力学，使汽车公司能够加速创新，降低开发成本，打造既兼顾设计美学又高效驾驶的车辆。这种相互关联的方法使设计师和工程师能够优化形态与功能之间的平衡，推动车辆开发方法的发展。