[發明專利]一種汽車車身低阻低噪協同設計優化方法

有效

• 申請號: 201410500438.6
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104331536B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 谷正氣;張勇;尹小放;梁敏
• 申請（專利權）人: 湖南文理學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種汽車車身低阻低噪協同設計優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，分別建立可靠的車身外形尺寸與氣動阻力和氣動噪聲近似模型；

步驟2，對步驟1中建立的近似模型進行單目標優化，將獲得的最優阻力系數和聲壓級下的作為多目標優化時的邊界設定依據；

步驟3，構建車身低阻、低噪協同優化數學模型；

步驟4，構建協同優化基本框架；

步驟5，利用優化算法進行迭代優化，最終得到在最大限度保證原車型美學造型特征條件下的低阻、低噪協同下的最優汽車車身造型；

其中，步驟1還包括以下步驟：

建立樣本點集與約束：首先根據待優化的具有美學特征的汽車車身，建立車身樣本點集：X₁＝{X₁₁，X₁₂，……X_1m}和X₂＝{X₂₁，X₂₂，……X_2n}；

根據汽車車身幾何參數設計標準及該車型某些硬點約束分別確定兩個特征點集的上下限a≤X_1i≤b和c≤X_2j≤d；

在硬點條件約束下，進行試驗設計，即改變汽車車身幾何造型特征點X_1i、X_2j，構造新的汽車車身造型，分別應用計算流體力學CFD軟件計算新汽車車身的氣動阻力和氣動噪聲，構建起氣動阻力和氣動噪聲在特征樣本點上的在空間分布，得到各樣本點處氣動阻力系數和氣動噪聲聲壓級的響應值；

誤差樣本點剔除和添加；

根據各樣本點和樣本點響應值，構建擬合函數即近似代理模型；

可靠性分析。

2.如權利要求1所述一種汽車車身低阻低噪協同設計優化方法，其特征在于：所述的建立車身樣本點集與約束，即選擇車身造型特征點集X₁和X₂作為設計向量，其中造型特征點集X₁和X₂中分別包含與氣動阻力和氣動噪聲有密切關系的主要特征造型幾何參數；所述的約束是根據汽車車身設計標準及待優化車型所必須具備的硬點確定約束條件。

3.如權利要求1所述一種汽車車身低阻低噪協同設計優化方法，其特征在于：構建車身低阻、低噪協同優化數學模型，

max:f(X)=M|Cd-Cd0Cd0|+N|dB-dB0dB0|]]>

其中，X為車身特征點參數向量，包括特征點集X₁和X₂，表征車身不同外形特征，Cd₀和dB₀是原車身氣動阻力系數和聲壓級，而Cd和dB是優化過程中的中間變量，M和N分別為阻力和噪聲學科的權重系數，且M+N＝1。

4.如權利要求1所述一種汽車車身低阻低噪協同設計優化方法，其特征在于：構建協同優化基本框架，R₁＝(X_1i-X_1i0)²+(Cd-Cd₀)²，R₂＝(X_2j-X_2j0)²+(dB-dB₀)²，R₁和R₂在系統級為約束，在子系統級中屬于優化目標，可以保證優化過程中各參數的一致性，(X_1i-X_1i0)²和(X_2j-X_2j0)²表示汽車車身造型參數相對于原車型造型參數變動量，Cd₀和dB₀是原車身氣動阻力系數和聲壓級，而Cd和dB是優化過程中的中間變量，Cd的取值范圍是0.1≤Cd≤Cd₀，dB的取值范圍是75.0≤dB≤dB₀，(Cd-Cd₀)²和(dB-dB₀)²分別表示改變造型后氣動阻力系數減小量和氣動噪聲降低量，為了保證最大限度的保留原始汽車車身美學造型風格，又能兼顧減阻和降噪的需要，子系統級優化目標設計為MinR₁和MinR₂；X₀為系統級參數向量X的初始值，由阻力和噪聲兩子系統的優化參數向量X₁和X₂的并集組成，并且滿足于兩系統有公共的優化參數；a、b、c、d分別代表兩子系統優化參數的上下限，不同參數約束范圍不一，約束邊界單位是毫米。