CFD или вычислительная динамика жидкости — это использование компьютерного моделирования, чтобы предсказать, как жидкости, такие как воздух или охлаждающая жидкость, перемещаются и через объекты. В дизайне автомобиля «жидкость» в основном означает воздушный поток. Это то, как инженеры проверяют аэродинамику без создания физических прототипов. Основная идея проста: моделируйте, как ведет себя воздух, когда он попадает на ваш автомобиль со скоростью, и используйте эти данные, чтобы сократить сопротивление, уменьшить ожог топлива и быстрее достичь целей выбросов.
Каждый раз, когда воздух возвращается на автомобиль, двигатель работает усерднее, используя больше топлива. CFD помогает карту, где происходит это сопротивление, и показывает инженерам, как изменить детали, чтобы сократить сопротивление. С ним они могут настроить форму автомобиля, чтобы скользить по воздуху более плавно.
Чем более ранний CFD используется в процессе проектирования автомобилей, тем больше он помогает. Инженеры могут внести десятки дизайнерских изменений в программном обеспечении, прежде чем резать прототип. Это экономит время, деньги и ошибки. Физические тесты на аэродинамической трубы все еще происходят, но CFD сужает поле, поэтому только лучшие идеи проходят тестирование по -настоящему.
Это имеет значение, потому что автопроизводители находятся под давлением, чтобы соответствовать правилам экономии топлива и продавать автомобили, которые идут дальше на резервуаре (или заряд). Небольшой настройка к бамперу или боковой юбке может выглядеть не так много, но если моделирование CFD показывает, что она экономит 1–2% в сопротивлении, это реальные деньги, сэкономленные в топливе на тысячах транспортных средств. Помимо автомобильной промышленности, CFD также играет роль в аэрокосмическом секторе. НАСА также предлагает бесплатное программное обеспечение CFD, изначально разработанное для разведки пространства.
Где CFD делает самый большой повышение эффективности использования топлива
Аэродинамика является наиболее очевидной целью. CFD помогает автопроизводителям сокращать коэффициенты сопротивления, регулируя формы. Но это не только снаружи. CFD также смотрит на то, как воздух движется внутри воздуховодов, вентиляционных отверстий и моторного отсека. Если охлаждающий воздух течет более эффективно, вы можете запустить меньшие вентиляторы, что означает меньшую нагрузку на двигатель.
Выхлопные системы — еще одно место. CFD помогает направлять, как газы переходят в каталитические преобразователи, чтобы обеспечить полные реакции, разрезание выбросов и снижение потребности в дополнении по борьбе с электроэнергией. CFD также помогает инженерам нарушать компромиссы, итерация по своим конструкциям. Хотите более низкое сопротивление, но все равно нуждаетесь в прижимной силе для стабильности? Смоделируйте оба и найдите сладкое место. Пытаетесь сделать электромобиль тише, но все же охладить батареи? CFD моделирует воздушный поток и звуковые пути, чтобы получить оба.
Это также уменьшает отходы. Меньше физических тестов означают меньше материалов, сгоревших, чтобы выбрать данные. Это одна из причин, по которой все больше и больше автомобильных компаний, таких как GM, используют компьютерное программное обеспечение и быстрое прототипирование, а не глину и древесину для тестирования прототипа. CFD также приводит к сокращению времени на рынке. Вместо того, чтобы ждать прототипов, команды исправляют проблемы в моделировании недель ранее. В конце концов, CFD не просто помогает автомобильным дизайнерам. Это помогает автопроизводителям создавать лучшие продукты, быстрее и с меньшими сюрпризами. Вот что делает его основным инструментом в каждом современном цикле разработки автомобилей.
