1.2.4 CFD虚拟性能开发
CFD虚拟性能包括整车级的空气动力学性能、车内气候控制和热管理性能,系统和零部件级的冷却系统匹配、燃油系统的放热和注油、局部流场分析、以及其他子系统的风道、风扇、散热元件、进气系统和新能源等分析,如图8所示。从整体到局部,系统的流体与热力学性能分析理念,全面提升品质。
2 虚拟性能开发的实现
虚拟性能开发不同于传统的有限元仿真,CAE不再局限于分析验证,而是以整车性能开发为中心,以“拿方案”和解决问题为最终目的。虚拟性能开发亦不同于传统的性能开发,不是孤立的完成任务,它强调多性能集成协同,借助早期介入和模型通用化的优势,在“方案设计”阶段开展大量分析迭代和优化,依托计算机和数字化在虚拟环境中造车,实现整车虚拟性能的高效设计。
根据吉利当前的大项目强矩阵运行模式,通过开发流程中增设虚拟性能评审节点、过程动态控制、适应项目的组织架构和软、硬件资源来保证虚拟性能开发的顺利进行。
2.1 虚拟性能评审
基于GVDP开发流程新增虚拟阀点:定义6个虚拟性能节点阀,覆盖早期性能目标定义到实车性能验证结束,如图9所示。在每个虚拟性能节点阀召开虚拟性能评审,保证当前阶段工程数据各性能达标和合格发布。近年来,在泛亚、上汽等企业也陆续引入虚拟评审,以支持整车和零部件的开发。
图9 虚拟性能节点阀
2.2 过程动态控制
分解整车性能目标,细化虚拟性能指标,全过程监控,各关联性能考察全面覆盖,如表1所示;定期跨部门跨系统公布各性能指标状态灯情况,针对红灯及黄灯项,与关联部门实时互动确认解决方案。
表1 虚拟性能指标监控表
通过对每项虚拟性能指标的动态控制和全程跟踪,以及定期的虚拟性能评审,及时通报当前性能状态,更早“发现和修复”问题,提高设计成功率。
2.3 适应项目的组织结构
以车型平台为单位成立项目的管理团队,由平台总监、各车型CAE项目经理和各性能专业接口人组成,如图10所示。平台总监负责协调资源、统筹本平台各车型工作顺利开展和总设计质量的把控;各车型CAE项目经理对接项目组及协调各性能专业接口人安排项目任务、定期组织虚拟评审、通报性能状态;各性能专业接口人完成分配任务和负责本性能达标。通过组建适合项目组运行模式的组织架构,以性能为中心,更加全面、系统的支持项目开发。
2.4 软硬件资源支持
软件资源:各专业CAE软件齐备,并根据项目需求,将持续补充;硬件资源:独立的计算中心资源,自主品牌计算资源领先水平。通过软硬件资源的不断升级,并逐步向Volvo并轨,以支持共平台的开发。
3 应用案例
针对某款车型开发,按照GVDP开发流程,进行虚拟性能开发,过程动态监控,定期召开虚拟性能评审,在项目式组织架构和齐备的软、硬件资源支持下,该车型性能开发顺利开展,图11为该车型某阶段虚拟性能开发状态灯(部分),为项目组和设计部门提供性能质量保障。
图11 某车型某阶段虚拟性能状态
4 结论
在新车型研发的早期阶段,创造性地提出了整车虚拟性能开发理念,灵活组建项目式组织架构,定期开展虚拟性能评审,快速评估车辆的碰撞安全、结构强度、疲劳耐久、NVH和CFD等性能状态和实现各虚拟性能的协同达标,为车身设计提供了有力保障和为项目节省大量时间、成本。
本文的虚拟性能开发已成功应用于多款吉利车型的开发中,为创建具有吉利特色的自主车型研发体系、打造每个人的精品车形象具有重要价值。