[發(fā)明專利]基于車身自由變形的汽車減阻優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910326895.0
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110309531A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發(fā)明（設計）人: 魯聰;彭昌明;陳保安;康財杰;楊瀟
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

1.一種基于車身自由變形的汽車減阻優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、根據(jù)汽車車身模型STL文件和自由變形技術(shù)設計自由變形程序，建立汽車車身的參數(shù)化模型；

S2、以汽車的風阻系數(shù)為優(yōu)化目標，考慮自由變形時車身正投影面積變化對風阻系數(shù)的影響，建立基于關鍵控制點進行自由變形的車身外流場仿真模型；

S3、根據(jù)樣本點和響應構(gòu)建kriging代理模型，利用遺傳算法對所建立的kriging代理模型進行全局尋優(yōu)，得到設計變量的最優(yōu)組合；

S4、根據(jù)設計變量的最優(yōu)組合，利用自由變形程序?qū)υ架嚿鞸TL文件進行處理，實現(xiàn)相應變形，采用逆向工程技術(shù)將變形后的車身STL文件轉(zhuǎn)化為STEP文件，得到車身自由變形優(yōu)化模型。

2.如權(quán)利要求1所述的基于車身自由變形的汽車減阻優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟S1中，汽車車身模型STL文件采用ASCII明碼格式，其包括文件路徑及文件名的信息、三角面片單元的法線矢量坐標、三角形面片的3個頂點的x、y、z坐標；根據(jù)STL文件的中三角形面片的一個頂點的數(shù)據(jù)格式，設計一個類Vertex來存放此頂點的三個坐標數(shù)據(jù)，將一個三角形面片的三個頂點的坐標數(shù)據(jù)類Vertex存放到容器vector變量中，并用容器vector存放三角形面片的法向量。

3.如權(quán)利要求2所述的基于車身自由變形的汽車減阻優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟S1中，在平行框架中加入局部坐標系，構(gòu)建局部坐標與全局坐標的對應關系，表示為

X＝X₀+sS+tT+uU

其中，X表示任意點的全局坐標，(s,t,u)表示任意點的局部坐標，X₀表示局部坐標系原點，(S,T,U)表示局部坐標系坐標軸；

在可變性平行框架中添加控制點柵格，在s方向形成l+1個平面，在t方向形成m+1個平面，在u方向形成n+1個平面，得到控制點坐標和任意點的笛卡兒坐標；

控制點坐標表示為

其中，i＝0,1,…,l，j＝0,1,…,m，k＝0,1,…,n；

任意點的笛卡兒坐標表示為

其中，B_il(s)，B_jm(t)和B_kn(u)分別是l，m和n次的Bernstein多項式。

4.如權(quán)利要求3所述的基于車身自由變形的汽車減阻優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟S1中，建立待變形體與控制框架的關系，采用改變控制點位置的方式得到新的控制點以及變形后的控制框架，根據(jù)原始控制框架中任意點的局部坐標計算變形控制框架下該點對應的全局坐標。

5.如權(quán)利要求4所述的基于車身自由變形的汽車減阻優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟S1中，在自由變形程序中設計

用于從STL格式文件中讀入汽車車身的CAD幾何模型數(shù)據(jù)的導入子函數(shù)ReadSTL()，

用于將經(jīng)過自由變形后的STL格式文件中寫入指定文件中的輸出子函數(shù)WriteSTL()，

用于將讀入的三角形面片中的點進行自由變形，得到變形后三角形面片中的點的子函數(shù)FreeFormDeformation()，

用于計算自由變形后的三角形面片的法線矢量的子函數(shù)TriNormal()，

用于自由變形算法中累積的計算的子函數(shù)Factorial()，

用于自由變形算法中排列數(shù)的計算的子函數(shù)Mynchoosek()，

用于自由變形算法中點積的計算的子函數(shù)Mydot()，

用于自由變形算法中叉積的計算的子函數(shù)Mycross()，

用于自由變形算法中的相減計算的子函數(shù)Mysustract()，

用于自由變形算法中的相加計算的子函數(shù)Myadd()，

用于自由變形算法中的數(shù)乘計算的子函數(shù)Mymultiple()。