【正文】 確保證幾何體的精度； （ 6） G/TURBO模塊可以準(zhǔn)確而高效的生成旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的各種風(fēng)扇以及轉(zhuǎn)子、定子等的幾何模型和計(jì)算網(wǎng)格； （ 7） 強(qiáng)大的網(wǎng)格劃分能力，可以劃分包括邊界層等 CFD特殊要求的高質(zhì)量網(wǎng)格。在這一步里，要利用 GAMBIT 的工具對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行整理。 （ 2） 選中 Real and Virtual (Tolerance)選項(xiàng)。 （ 4） 選中 TJunctions 選項(xiàng)。（如圖 ） 圖 自動連接后的輪廓 自動生成面 自動生成一個(gè)面 GEOMETRY FACE FORM FACE 打開 Create Face From Wireframe 圖框。（如圖 ） 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 面包車車身 造型的改進(jìn)設(shè)計(jì) 36 圖 生成面后的圖像 圍著車體生成一個(gè)方框 圍繞車身輪廓 生成一個(gè)方 框 。 （ 3） 點(diǎn)擊 Apply。 （ 2） 在移動方框坐標(biāo)軸中輸入 X方向上移動 2500。 把 對 稱 面 的 底 邊 分 成 三 部 分 。（圖 ） 圖 在下部線上生成點(diǎn)后的圖像 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 面包車車身 造型的改進(jìn)設(shè)計(jì) 39 （ 1） GEOMETRY EDGE CREATE EDGE 打開 Create Straight Edge 圖框。 通過接邊的方法在對稱面上生成一個(gè)新的表面。 （ 2） 按 shift 點(diǎn)擊車體下面的邊，對稱面上的兩條小斜邊和對稱面底部的中線。 （ 6） 在 Tolerance 文本輸入框里鍵入 。 MESH FACE MESH FACES 打開 Mesh Faces圖框。 這樣所生成的網(wǎng)格大小為 150。 （ 3） 按 Shift 點(diǎn)擊車身后方的邊框，將其定義為 PRESSURE_OUTLET,即出風(fēng)口的定義。最后結(jié)果（如圖 所示 ）。它具有豐富的物理模型、先進(jìn)的數(shù)值方法以及強(qiáng)大的前后處理功能，在航空航天、汽車設(shè)計(jì)、石油天然氣、渦輪機(jī)設(shè)計(jì)等方面都有著廣泛的應(yīng)用。 FLUENT 是用于模擬具有復(fù)雜外形的流體流動以及熱傳導(dǎo)的計(jì)算機(jī)程序。 對于大梯度區(qū)域，如自由剪切層和邊界層，為了非常準(zhǔn)確的預(yù)測流動，解適應(yīng)網(wǎng)格是非常有用的。 FLUENT是用 C語言寫的，因此具有很大的靈活性與能力。用戶界面是通過 Scheme 語言及 LISP dialect 寫就的。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 面包車車身 造型的改進(jìn)設(shè)計(jì) 46 圖 解算器控制面板 讀入網(wǎng)格 （ 如圖 所示 )方法導(dǎo)入 mesh 文件。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 面包車車身 造型的改進(jìn)設(shè)計(jì) 47 顯示網(wǎng)格 在 Grid Display 面板（ 如 圖 所示 ）點(diǎn)擊 Display按鈕便會打開圖形顯示窗口并畫出網(wǎng)格（ 如 圖 ） 。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 面包車車身 造型的改進(jìn)設(shè)計(jì) 49 圖 材料控制面板 指定邊界條件 設(shè) 定 邊 界 條 件 的 數(shù) 值 與 類 型 ， 使 用 菜 單 Define/Boundary Conditions...得到（ 如 圖 ）。激活殘數(shù)圖（ Residual Plotting）：點(diǎn)擊菜單 Solve/Monitors/Residual...，在選項(xiàng)中，打開 Plot選項(xiàng)激活殘數(shù)圖形，然后點(diǎn)擊 OK，從而可以在計(jì)算過程中查看 殘差 。 圖 解的初始化面板 計(jì)算 現(xiàn)在可以迭代了，選擇 Solve/Iterate...菜單，打開 (如 圖 所示 )。你可以從一個(gè) 或多個(gè)邊界條件算出初始解，也可以分別輸入流場的數(shù)值，相應(yīng)菜單為Solve/Initialize/Initialize...，點(diǎn)擊得到 （ 如 圖 所示 ） 。 本題中進(jìn)風(fēng)口速度定義更改為 ，輸入數(shù)值后，點(diǎn)擊 OK 保存設(shè)定。如果你需要修改物理模型，則需要 Define/Models 子菜單中的粘性模型面板以及其它面板。 圖 讀入網(wǎng)格 檢查網(wǎng)格 讀入網(wǎng)格之后要檢查網(wǎng)格：菜單 Grid/Check。 FLUENT計(jì)算及分析 打開軟件 在車速為 60km/h()下分析，打開 FLUENT 軟件，彈出（圖 所示 ）對話框，選擇 2d 解算器，點(diǎn)擊 run 運(yùn)行 fluent軟件。除此之外，為了高效的執(zhí)行，交互的控制，以及靈活的適應(yīng)各種機(jī)器與操作系統(tǒng)， FLUENT使用 client/server 結(jié)構(gòu)，因此它允許同時(shí)在用戶桌面工作站和強(qiáng)有力的服務(wù)器上分離地運(yùn)行程序。對于給定精度，解適應(yīng)精煉方上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 面包車車身 造型的改進(jìn)設(shè)計(jì) 45 法（ solutionadaptive refinement）使網(wǎng)格精煉方法變得很簡單，并且減少了計(jì)算量。甚至可以 用混合型非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。 FLUENT的軟件設(shè)計(jì)基于 CFD軟件群的思想，從用戶需求角度出發(fā)，針對各種復(fù)雜流動的物理現(xiàn)象， FLUENT軟件采用不同的離散格式和數(shù)值方法，以期在特定的領(lǐng)域內(nèi)使計(jì)算速度、穩(wěn)定性和精度等方面 達(dá)到最佳組合，從而高效率地解決各個(gè)領(lǐng)域的復(fù)雜流動計(jì)算問題。選擇 FileExportMesh,選擇 2D 選項(xiàng)，并導(dǎo)出文件（如圖 所示 ） 圖 導(dǎo)出文件 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 面包車車身 造型的改進(jìn)設(shè)計(jì) 44 4 FLUENT分析 FLUENT軟件介紹 FLUENT是目前國際上比較流行的商用 CFD軟 件包，在美國的市場占有率為 60%。 （ 5） 按 Shift 點(diǎn)擊車身上方的邊框，將其定 義為 SYMMETRY。 （ 1） 選擇工具欄中的 Solver，點(diǎn)擊 FLUENT5/6。 （ 2） 在 Mesh Faces 圖框中 Scheme 下邊的 Elements 選項(xiàng)菜單中選定 Quad 并從 Type 選項(xiàng)菜單中選中 Pave,這樣生成的網(wǎng)格為四邊形網(wǎng)格。 （如圖 所示 ） （ 8） 同理，生成車身上方的表面。 （ 4） 從 Host 選項(xiàng) 菜單中選中 Face。 （ 1） 選定 Type 下的 Virtual 選項(xiàng)。 （ 2） 同理，連接車身后保險(xiǎn)杠上的點(diǎn)和方框上的點(diǎn)。 （ 1） 按住 Shift選擇車頭下方框底部的點(diǎn)，點(diǎn)擊 Apply 。 （ 4） 點(diǎn)擊 Apply。 GEOMETRY FACE MOVE/COPY/ALIGN FACES 打開 Move/Copy Faces 圖框。 （ 1） 給方 框 輸入一個(gè) Width 值 20xx0。 （ 2） 選中 Type選項(xiàng)中的 Virtual。 GAMBIT 將執(zhí)行邊分離并重新連接該幾何結(jié)構(gòu) 。 （ 3） 為 Shortest Edge 鍵入一個(gè)值 10 然后回車。 GEOMETRY EDGE CONNECT/DISCONNECT EDGES 打開ConnectEdges 圖框。 （ 9） 居于行業(yè)領(lǐng)先地位的尺寸函數(shù)（ Size function）功能可使用戶能自主控制網(wǎng)格的生成過程以及在空間上的分布規(guī)律，使得網(wǎng)格的過渡與分布更加合理，最大限度地滿足 CFD分析的需要； （ 10） GAMBIT 可高度智能化地選擇網(wǎng)格劃分方法，可對極其復(fù)雜的幾何區(qū)域劃分出與相鄰區(qū)域網(wǎng)格連續(xù)的完全非結(jié)構(gòu)化的混合網(wǎng)格； （ 11） 新版本中增加了新的附面層網(wǎng)格生成器，可以方便地生成高質(zhì)量的附面層網(wǎng)格； （ 12） 可為 FLUENT、 POLYFLOW、 FIDAP、 ANSYS等解算器生成和導(dǎo)出所需要的網(wǎng)格和格式。 Gambit軟件具有以下特點(diǎn)： （ 1） ACIS 內(nèi)核基礎(chǔ)上的全面三維幾何建模能力，通過多種方式直接建立點(diǎn)、線、面、體，而且具有強(qiáng)大的布爾運(yùn)算能力， ACIS 內(nèi)核已提高為 ACIS R12。 (2）在各個(gè)附件所對應(yīng)的基準(zhǔn)面上畫草圖，通過投影曲線 Project 在白車身上生成各個(gè)附件以及車門、車燈等 , 完成最終的車身建模 。 (2）使用 Through Curves 連接 3條樣條，生成 車尾 。 (2）使用 Through Curves 連接 2 條樣條。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的設(shè)計(jì)參數(shù)確定數(shù)個(gè)定位基準(zhǔn)平面 （如圖 所示）。在這種情況下若執(zhí)行縫合命令，計(jì)算機(jī)有時(shí)也不會給出錯(cuò)誤提示，看似縫合成功，其實(shí)未必。兩個(gè)表面邊緣形狀不匹配，延伸后仍不能交匯在一起。在縫合的時(shí)候，經(jīng)常會遇到縫合失敗的現(xiàn)象，一般有下列幾種可能：一次縫合了太多的片體。減小偏值距離便可實(shí)現(xiàn)偏值。因此對于汽車車身而言，較為有效的方法是：先偏值外表面的各個(gè)片體，然后把內(nèi)外表面的橫截面構(gòu)建出來，再將橫截面和內(nèi)外表面縫 合起來使之成為封閉的片體，便可實(shí)現(xiàn)實(shí)體的自動轉(zhuǎn)化。當(dāng)模型比較簡單曲率變化不大時(shí)，把它們縫合成一個(gè)整體再用增厚指令就可完成。連線和構(gòu)面要經(jīng)常交替進(jìn)行，曲面建成后，要檢查曲面的誤差，測點(diǎn)到曲面的誤差不應(yīng)超過 1mm。在做一個(gè)單張且比較平坦的曲面時(shí)，直接用點(diǎn)云構(gòu)面 (from point cloud)更方便更準(zhǔn)確。其中在曲面上做樣條線 (curve on surface)和修剪 (trim)是常用到的兩個(gè)命令。 nxn命令用得也較多，它不僅可以動態(tài)顯示正在創(chuàng)建的曲面，而且還可以隨時(shí)增減定義曲線串，曲面也隨之改變。各小曲面構(gòu)建完成后，再將其縫合成一個(gè)完整的車身整體。此外曲線的斷開 (divide)、橋接 (bridge)和光順(Smooth Spline)也是經(jīng)常用到的工具。一般選用“ through point”方式，階次多為 3階。 由點(diǎn)云構(gòu)建曲線 構(gòu)建曲線是利用 UG進(jìn)行車身造型設(shè)計(jì)最關(guān)鍵的一步，曲線構(gòu)建的好壞直接影響車身造型設(shè)計(jì)的質(zhì)量和水平。為解決這一問題，需對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行精簡，即稀疏處理。 數(shù)據(jù)點(diǎn)的除噪和稀疏處理 在非接觸三維掃描測量過程中，受人為及干擾等多種因素的影響，不可避免地會產(chǎn)生一些誤差較大的數(shù)據(jù)點(diǎn)，即噪聲點(diǎn)。為此就誕生了一些曲面再造軟件，如 Surfacer、ICEM、 CopyCAD、 RapidForm等。 UG在車身造型中的應(yīng)用 汽車車身造型設(shè)計(jì)的一般流程是：效果圖設(shè)計(jì) 制作 1／ 5實(shí)體模型 一上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 面包車車身 造型的改進(jìn)設(shè)計(jì) 21 對模型進(jìn)行修改審定 制作 1／ 1實(shí)體模型一對模型進(jìn)行精確測量 利用 CAD技術(shù)建立三維數(shù)字模型。從 開始 ,應(yīng) GM 公司車身設(shè)計(jì)要求而開發(fā) WAVE (Whatif Alternative Value Engineering),以解決車身設(shè)計(jì)“牽一發(fā)而系全身”的難題 ,極大地減少了設(shè)計(jì)人員重復(fù)設(shè)計(jì)的浪費(fèi) ,并為縮短設(shè)計(jì)周期創(chuàng)造條件 ,使車身設(shè)計(jì)從原來的三年縮短到現(xiàn)在的十二個(gè)月。 UG 在航空航天、汽車、通用機(jī)械、工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療器械以及其它高科技應(yīng)用領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)計(jì)和模具加工自動化的市場上得到了廣泛的應(yīng)用。 UG簡介 UG (Unigraphics)是 EDS 公司推出的一套集 CAD/CAM/CAE 的于一體的三維參數(shù)化軟件，具有強(qiáng)大的建模、分析和加工功能。 軟件的選擇 在本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的研究過程中，車身造型的建模無疑是重中之重，也是最大的難點(diǎn)之一。更為重要的是， WAVE 能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品級的相關(guān)結(jié)構(gòu)自動修改。在此基礎(chǔ)上一般只要試制一輪樣車作為驗(yàn)證，產(chǎn)品即可定型投產(chǎn)。當(dāng)然由于取消了兩次油泥模型、主上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 面包車車身 造型的改進(jìn)設(shè)計(jì) 19 模型以及工藝模型的制作過程，也使人力、物力和時(shí)間大為節(jié)約。并可減少以至取消凹凸模之間的研配，使調(diào)試、修改的工作量大為減小。在這里， CAD 的運(yùn)用不但使人從繁重的勞動解脫出來，縮短了設(shè)計(jì)周期，而且能夠保證設(shè)計(jì)精度，降低了設(shè)計(jì)開發(fā)的成本。 2 計(jì)算機(jī)輔助車身 造型設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)輔助車身造型設(shè)計(jì) 介紹 傳統(tǒng)的車身設(shè)計(jì) 車身曲線需要依靠人力經(jīng)過繪畫－模型－圖板等多次反復(fù)測量 ， 反復(fù)修改才能確定，耗費(fèi)大量的勞動和時(shí)間，而且設(shè)計(jì)精度也難以保證， 導(dǎo)致設(shè)計(jì)和生產(chǎn)周期加長、影響產(chǎn)品的更新?lián)Q代。 未來車型的展望 面對日趨激烈的市場競爭，在滿足空氣動力性要求的前提下，車身造型更注重視覺效果，顯現(xiàn)出藝術(shù)化、多樣化和個(gè)性化的發(fā)展趨勢。 (4)湍流流動計(jì)算方法研究應(yīng)集中在湍流模型、大渦模擬和直接數(shù)值模擬三方面。實(shí)施軟件質(zhì)量控制、程序驗(yàn)證、需求輸入；完成功能輸出、設(shè)計(jì)更改、擴(kuò)充、軟件評價(jià)等。 (4)針對汽車車身分布結(jié)構(gòu)，構(gòu)造多個(gè)智能體，開展分布式并行研究。 CAE平臺的基本開發(fā)方法 基于把功能、美學(xué)、 CFD三大要素結(jié)合起來進(jìn)行汽車造型設(shè)計(jì)，從而形成了汽車造型設(shè)計(jì)方法。阻力系數(shù)的計(jì)算值大于試驗(yàn)值。 并通過模型 CAD數(shù)據(jù)，利用 STAR— C