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地面交通多学科模拟仿真

在不断变化的客户期望和更严苛的排放法规这两项要求的驱动下,全球汽车业开始竞相推出能提供出色驾驶体验的可持续环保汽车。

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促进性能提升

了解多学科模拟仿真和设计开发如何帮助解决汽车行业必将面临的最严峻挑战。

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STAR-CCM+ 是唯一一款能对汽车设计方案进行完整数字模拟仿真的工具,同时它还可以精准预测设计方案在各种运行工况下的性能表现。

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我们的工具是业内模拟汽车完整热环境最常用的工具,热环境模拟包括部件温度以及冷却液和润滑液网络全三维建模。STAR-CCM+ 是唯一能让您展示汽车引擎室发动机舱和底盘系统全面性和复杂性的工具。

通过在设计过程的早期优化车辆的空气动力性能,您可以最大限度地减少克服空气动力阻力所需的燃油量,并减少其声学特性对乘客和行人的影响。STAR-CCM+ 具有伴随求解和变形功能,帮助您做出明智的设计决策。

使用 STAR-CCM+ 和 HEEDS 进行设计探索可帮助您确保车内乘客在各种环境条件下均保持舒适。我们的生物调节人体模型可以预测乘客在指定情景中的乘坐体验。除霜和除雾模型可确保维持良好的可见度。

STAR-CCM+ 可帮助保护乘客和敏感组件免受车辆排气系统中热气体散发的热辐射。

STAR-CD 和 STAR-CCM+ 一并提供全球最全面的工具包,用于模拟内燃机运行全程(从进油到废气后处理)的性能和状态,帮助您设计性能出色且清洁高效的发动机。

深入探究

汽车工业面临的危机:传统设计方法无法改善性能

 

汽车制造商转向模拟仿真技术以实现可持续性目标。

汽车制造商在提供更经济、更高效的汽车方面所承受的压力每年都在加剧。对全球污染问题的关注带来了更严苛的法规要求,以便进一步减少汽车排放,提高燃油效率。因此,制造商必须快速持续地做出响应,不同的地理区域之间存在显著的差异。

随着法规条例的变化,汽车和发动机设计师的负担与日俱增。这些变化包括减轻车辆自重,减小发动机尺寸,改进空气动力学性能,以及减少部件和发动机的摩擦损失。除了这些法规条例的变化,市场还对输出功率提出了更高的要求。设计具有更高输出功率和更低重量的发动机是一项艰巨的工程挑战。

通过模拟推动产品创新

模拟是应对这些挑战的关键。 从空气动力学到声学,从进油到废气后处理,汽车工程师已率先使用模拟仿真技术执行比任何其他行业都要复杂和真实的模拟。除了用于结构试验的有限元分析外,工程师还可利用流体动力学检查发动机周围的机油、空气或冷却液的流动,或进行燃烧循环分析以评估燃料的燃烧特性。

但即使在这种最先进领域内,汽车制造商使用模拟仿真软件的方式也在迅速演变。

“最初,我们主要处理应力分析,比如运行期间的进气/排气阀压力,”已从事 30 年汽车CFD模拟工作的行业专家 Fred Ross 说到道, “C“20 年前,空气流和冷却液流的计算流体动力学(CFD)也加入了模拟仿真的大家庭,用于研究进入燃烧室气流以及气缸周围冷却液流的路径。 今天,我们开始研究整个汽车部件系统的模拟,包括单一模拟中的应力、热量和流动。识别热应力非常重要,模拟有助于确定发动机结构内部可能发生的潜在裂纹,并相应地引导设计的修正。通常,最坏的热应力发生在非标准操作条件下,因此我们的模拟工具需要考虑所有可能的应用情景。”

更快更优设计

使用模拟软件的初衷并没有改变,但它却节省了大量的时间和成本。

“我们的客户,比如通用、捷豹和大众,” Ross 补充道,“正向虚拟原型过渡,以数字模拟替代昂贵的物理原型,这在节省成本方面有着巨大的优势,同时虚拟原型可在设计流程的早期阶段进行部署,有助于 OEM 厂商提前识别并纠正潜在的问题。例如,模拟可以帮助他们预测发动机在各种运行工况(如坡道驾驶或拖车牵引)下的性能。使用模拟技术还可以对发动机在复杂循环工况(如走走停停的城市道路驾驶)下的性能进行建模。”

STAR-CCM+ 和 STAR-CD 是汽车行业应用最广泛的多学科模拟仿真工具,15 家大型汽车 OEM 厂商中有 14 家正在使用。

案例研究

不只是模拟,我们还在重点在创新!

了解我公司客户如何使用我们的产品改善设计并在创新竞争中保持领先。