CN110309531A - 基于车身自由变形的汽车减阻优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于车身自由变形的汽车减阻优化方法，该方法包括基于汽车车身STL文件和自由变形技术设计自由变形程序，建立汽车车身的参数化模型；以汽车的风阻系数为优化目标，考虑自由变形时车身正投影面积变化对风阻系数的影响，建立基于关键控制点进行自由变形的车身外流场仿真模型；基于样本点和响应构建kriging代理模型，利用遗传算法对所建立的kriging代理模型进行全局寻优，得到设计变量的最优组合；利用自由变形程序对原始车身STL文件进行变形处理，得到车身自由变形优化模型。本发明具有原理简单、可操作性强、设计灵活、可靠性高及适用面广等特点，对汽车空气动力学减阻优化研究具有重要指导和借鉴意义。

Description

基于车身自由变形的汽车减阻优化方法

技术领域

本发明属于汽车车身空气动力学减阻仿真优化设计领域，特别涉及一种基于车身自由变形的汽车减阻优化方法。

背景技术

汽车车身设计和优化贯穿于整个汽车设计流程，在设计汽车车身时，不仅需要考虑车身的整车气动性能，还需要考虑汽车舒适性、安全性，并且要符合人们的审美观。只有在前期的车身概念设计阶段综合考虑各个相关因素，才能设计出气动性、舒适性、安全性及美学效果等都俱佳的车身。

随着人们环境保护意识的提高，以及国家的政策导向，新能源汽车越来越受到人们的追捧。但是面对目前新能源汽车续航能力不足的缺点，人们对于选择新能源汽车存在一定的疑虑。要提高新能源汽车的续航能力，一个有效的手段就是降低新能源汽车的空气阻力系数。国内外对于汽车气动减阻的研究主要集中于添加气动附件或者局部改形方面。然而，由于各个车型造型各异，各不相同，依靠工程师经验添加气动附件和局部改形具有很大的局限性、盲目性和低效性，只适用于某款车型且是车身设计后期改型，而不具有普适性，不适用于车身前期设计阶段气动性能的评估。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的以上问题，提出了一种基于车身自由变形的汽车减阻优化方法。

本发明的技术方案是：一种基于车身自由变形的汽车减阻优化方法，包括以下步骤：

S1、根据汽车车身模型STL文件和自由变形技术设计自由变形程序，建立汽车车身的参数化模型；

S2、以汽车的风阻系数为优化目标，考虑自由变形时车身正投影面积变化对风阻系数的影响，建立基于关键控制点进行自由变形的车身外流场仿真模型；

S3、根据样本点和响应构建kriging代理模型，利用遗传算法对所建立的kriging代理模型进行全局寻优，得到设计变量的最优组合；

S4、根据设计变量的最优组合，利用自由变形程序对原始车身STL文件进行处理，实现相应变形，采用逆向工程技术将变形后的车身STL文件转化为STEP文件，得到车身自由变形优化模型。

进一步地，所述步骤S1中，汽车车身模型STL文件采用ASCII明码格式，其包括文件路径及文件名的信息、三角面片单元的法线矢量坐标、三角形面片的3个顶点的x、y、z 坐标；根据STL文件的中三角形面片的一个顶点的数据格式，设计一个类Vertex来存放此顶点的三个坐标数据，将一个三角形面片的三个顶点的坐标数据类Vertex存放到容器vector变量中，并用容器vector存放三角形面片的法向量。

进一步地，所述步骤S1中，在平行框架中加入局部坐标系，构建局部坐标与全局坐标的对应关系，表示为

X＝X₀+sS+tT+uU

其中，X表示任意点的全局坐标，(s,t,u)表示任意点的局部坐标，X₀表示局部坐标系原点，(S,T,U)表示局部坐标系坐标轴；

在可变性平行框架中添加控制点栅格，在s方向形成l+1个平面，在t方向形成m+1个平面，在u方向形成n+1个平面，得到控制点坐标和任意点的笛卡儿坐标；

控制点坐标表示为

其中，i＝0,1,…,l，j＝0,1,…,m，k＝0,1,…,n；

任意点的笛卡儿坐标表示为

其中，B_il(s)，B_jm(t)和B_kn(u)分别是l，m和n次的Bernstein多项式。

进一步地，所述步骤S1中，建立待变形体与控制框架的关系，采用改变控制点位置的方式得到新的控制点以及变形后的控制框架，根据原始控制框架中任意点的局部坐标计算变形控制框架下该点对应的全局坐标。

进一步地，所述步骤S1中，在自由变形程序中设计

用于从STL格式文件中读入汽车车身的CAD几何模型数据的导入子函数ReadSTL()，

用于将经过自由变形后的STL格式文件中写入指定文件中的输出子函数WriteSTL()，

用于将读入的三角形面片中的点进行自由变形，得到变形后三角形面片中的点的子函数FreeFormDeformation()，

用于计算自由变形后的三角形面片的法线矢量的子函数TriNormal()，

用于自由变形算法中累积的计算的子函数Factorial()，

用于自由变形算法中排列数的计算的子函数Mynchoosek()，

用于自由变形算法中点积的计算的子函数Mydot()，

用于自由变形算法中叉积的计算的子函数Mycross()，

用于自由变形算法中的相减计算的子函数Mysustract()，

用于自由变形算法中的相加计算的子函数Myadd()，

用于自由变形算法中的数乘计算的子函数Mymultiple()。

进一步地，所述步骤S1中，

利用导入子函数ReadSTL()读取车身的CAD几何模型数据STL格式文件，

再利用子函数FreeFormDeformation()进行车身自由变形，根据自由变形算法和变形控制框架设计，计算控制框架中每个控制点P_ijk的坐标，在控制点中选取关键控制点作为优化设计变量，计算变形后的三角形面片中三个顶点的全局坐标，得到变形后的所有三角形面片，

然后利用子函数TriNormal()根据变形后的所有三角形面片计算变形后的三角形面片的法向量，

最后利用输出子函数WriteSTL()按照STL文件的数据格式，将变形后的三角形面片及其法向量数据写入到指定的文件中，得到经过自由变形后的车身STL文件，从而建立汽车车身的参数化模型。

进一步地，所述步骤S2具体包括以下分步骤：

S21、根据车身自由变形控制框架的设置，在车身前部和后部区域附近选择关键控制点作为优化设计变量，并利用拉丁超立方抽样进行设计变量样本点的选取；

S22、利用自由变形程序读取无轮车身的STL格式文件，并进行自由变形处理；

S23、考虑车身正投影面积变化对风阻系数的影响，采用逆向工程技术将车身STL格式文件转化为STEP格式文件；

S24、在车身上添加车轮，得到完整的车身模型，并重新测量变形后车身的正投影面积；

S25、根据风洞试验阻塞比要求，建立车身外流场仿真计算域；

S26、进行网格划分并添加相应的边界条件，选择求解算法和求解器进行数值仿真，得到相应车身的风阻系数。

8.如权利要求7所述的基于车身自由变形的汽车减阻优化方法，其特征在于，所述步骤S2中，根据变形后车身的正投影面积构建车身风阻系数计算模型，表示为

其中，F_d为气动阻力，Ρ为空气密度，V_∞为来流速度，A为车身正投影面积。

本发明的有益效果是：本发明将基于车身STL格式模型自由变形C++编程、拉丁超立方抽样和kriging代理模型运用于汽车空气动力学减阻仿真优化中，通过对少量试验方案结果的分析建立近似代理模型，通过遗传算法快速确定设计变量的最优组合方案，以实现汽车的减阻优化；本发明具有原理简单、可操作性强、设计灵活、可靠性高及适用面广等特点，对汽车空气动力学减阻优化研究具有重要指导和借鉴意义。

附图说明

图1是本发明的基于车身自由变形的汽车减阻优化方法流程示意图；

图2是本发明实施例中自由变形控制框架示意图；其中图(a)为正视图，图(b)为立体图；

图3是本发明实施例中自由变形后的汽车模型示意图；

图4是本发明实施例中车身外流场仿真计算域示意图；

图5是本发明实施例中变形前后车身外形对比图；其中图(a)为汽车正视图，图(b)为车头局部放大图，图(c)为行李箱后缘局部放大图，图(d)为车尾下部局部放大图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，是本发明的基于车身自由变形的汽车减阻优化方法流程示意图；一种基于车身自由变形的汽车减阻优化方法，包括以下步骤：

S1、根据汽车车身模型STL文件和自由变形技术设计自由变形程序，建立汽车车身的参数化模型；

S2、以汽车的风阻系数为优化目标，考虑自由变形时车身正投影面积变化对风阻系数的影响，建立基于关键控制点进行自由变形的车身外流场仿真模型；

S3、根据样本点和响应构建kriging代理模型，利用遗传算法对所建立的kriging代理模型进行全局寻优，得到设计变量的最优组合；

S4、根据设计变量的最优组合，利用自由变形程序对原始车身STL文件进行处理，实现相应变形，采用逆向工程技术将变形后的车身STL文件转化为STEP文件，得到车身自由变形优化模型。

本发明基于车身自由变形的汽车减阻优化方法，基于汽车车身STL文件和自由变形技术设计了自由变形相关程序，实现了车身参数化；以汽车的风阻系数为优化目标，建立基于关键控制点进行自由变形的车身外流场仿真模型；在进行车身自由变形时，考虑了由于车身正投影面积的变化对于风阻系数的影响；基于样本点和响应构建kriging代理模型，利用遗传算法对所建立的kriging代理模型进行全局寻优，得到设计变量的最优组合。基于设计变量的最优组合，利用自由变形程序对原始车身STL文件进行处理，实现相应变形，采用逆向工程技术将变形后的车身STL格式文件转化为STEP格式文件，得到优化车身模型。本发明通过以上方法进行车身全局优化，可有效实现汽车减阻，对于降低汽车能量消耗，提高汽车续航能力具有重要意义。

在本发明的一个可选实施例中，上述步骤S1以车身模型STL格式文件为基础，通过C++编程对STL文件进行处理从而实现车身的自由变形，从而建立车身的参数化模型。

本发明基于车身的三维模型STL格式文件，该三维模型的STL格式文件中是一系列的三角形面片；汽车车身模型STL文件采用ASCII明码格式，其包括文件路径及文件名的信息、三角面片单元的法线矢量坐标、三角形面片的3个顶点的x、y、z坐标，数据结构具体为

solid filenamestl//文件路径及文件名

facet normal x y z//第一个三角形面片开始及其法线矢量的3个分量值

outer loop

vertex x y z∥三角形面片第一个顶点的坐标

vertex x y z∥三角形面片第二个顶点的坐标

vertex x y z∥三角形面片第三个顶点的坐标

endloop

endfacet//第一个三角形面片定义完毕

……

endsolidfilenamestl∥整个文件结束

其中，首行是文件路径及文件名的相关信息。三角面片单元facet是一个带法线矢量的三角面片，每一个facet三角面片单元有7行数据，其中，facet normal行为三角形面片的法线矢量坐标，其指向实体外部，含三个分量，outer loop行下跟的3行vertex点数据分别代表三角形面片的3个顶点的x、y、z坐标，3个顶点沿逆时针排列，并根据右手定则来确定指向实体外部的法线矢量方向。

根据STL文件的中三角形面片的一个顶点的数据格式，即一个顶点包含三个坐标x，y， z，设计了一个类Vertex来存放此顶点的三个坐标数据，将一个三角形面片的三个顶点的坐标数据类Vertex存放到容器vector变量中，并用容器vector存放三角形面片的法向量。

自由变形技术(FFD)中涉及到一个从R³到R³的三张量积伯因斯坦(Bernstein)多项式的映射。在数学上，用三张量积Bernstein多项式来定义FFD。首先，在平行框架中加入局部坐标系，局部坐标系原点为X₀，坐标轴为S、T、U，对于任意的点，其全局坐标为X，它在局部坐标系中的坐标是(s,t,u)，构建局部坐标与全局坐标的对应关系，表示为

X＝X₀+sS+tT+uU

任意点的局部坐标的向量表示为

其中，对于处于可变形平行框架中的任意点，有0<s<1，0<t<1，0<u<1。

在可变性平行框架中添加控制点栅格，控制点定义为P_ijk，从而在s方向形成l+1个平面，在t方向形成m+1个平面，在u方向形成n+1个平面。控制点位平面之间的交点上，其坐标表示为

其中，i＝0,1,…,l，j＝0,1,…,m，k＝0,1,…,n；

对于框架中任意点的笛卡儿坐标，表示为

其中，B_il(s)，B_jm(t)和B_kn(u)分别是l，m和n次的Bernstein多项式，

本发明中变形是通过将控制点P_ijk从其还未移动的基准点移动来进行，具体过程为：在建立了待变形体与控制框架的关系之后，可以采用改变控制点P_ijk的位置的方法来得到新的控制点P'_ijk以及变形后的控制框架。如果将原来的控制框架中的某点X所对应的局部坐标表示为(s,t,u)，任意点X的变形后的位置X_ffd由局部坐标公式计算其(s,t,u)局部坐标，则由于控制框架的变形，该点在变形后所对应的全局坐标可以X_ffd变形规则来确定，表示为

本发明根据汽车车身模型STL文件和自由变形技术设计自由变形程序，在自由变形程序中设计子函数如下：

用于从STL格式文件中读入汽车车身的CAD几何模型数据的导入子函数ReadSTL()，

用于将经过自由变形后的STL格式文件中写入指定文件中的输出子函数WriteSTL()，

用于将读入的三角形面片中的点进行自由变形，得到变形后三角形面片中的点的子函数FreeFormDeformation()，

用于计算自由变形后的三角形面片的法线矢量的子函数TriNormal()，

用于自由变形算法中累积的计算的子函数Factorial()，

用于自由变形算法中排列数的计算的子函数Mynchoosek()，

用于自由变形算法中点积的计算的子函数Mydot()，

用于自由变形算法中叉积的计算的子函数Mycross()，

用于自由变形算法中的相减计算的子函数Mysustract()，

用于自由变形算法中的相加计算的子函数Myadd()，

用于自由变形算法中的数乘计算的子函数Mymultiple()。

还根据STL文件的格式设计了一个存放三角形面片顶点数据的类Vertex。

本发明利用子函数ReadSTL()读取车身的CAD几何模型数据STL格式文件时，由于在后续的自由变形中，三角形面片的法向量将发生改变，故此时不用读取和存放法向量，只读入三角形面片的三个顶点数据，将三角形面片的一个顶点数据放入类Vertex，一个三角形面片的三个顶点放入到一个vector中，并将STL文件中所有的三角形面片放入一个vector 中。

在利用子函数FreeFormDeformation()进行自由变形时，将存放有STL文件中所有的三角形面片的vector变量传入此函数中，根据自由变形算法要求和变形控制框架的具体设计，在函数中设置全局坐标系原点及其坐标轴，局部坐标系原点及其坐标轴S、T、U，以及控制框架参数l、m、n，计算控制框架中每个控制点P_ijk的坐标，在控制点中选取关键控制点作为优化设计变量，并根据实验设计样本点数据来修改此关键控制点P_ijk的坐标，以此来实现变形。计算三角形面片中三个顶点的局部坐标s、t、u，根据变形公式，计算变形后的三角形面片中三个顶点的全局坐标，最后更新所有的三角形面片，得到变形后的所有三角形面片。

在利用子函数TriNormal()计算变形后的三角形面片的法向量时，将变形后所有的三角形面片的vector变量传入此函数中，根据右手定则来计算一个三角形面片的法矢量，并用 vector存放所有三角形面片的法向量。

在利用子函数WriteSTL()时，将存放着所有变形后的三角形面片的vector变量和存放着所有三角形面片法向量的vector变量传入函数中，按照STL文件的数据格式，将变形后的三角形面片及其法向量数据写入到指定的文件中，得到经过自由变形后的车身STL文件，从而建立汽车车身的参数化模型。

在本发明的一个可选实施例中，上述步骤S2以汽车的风阻系数为优化目标，考虑自由变形时车身正投影面积变化对风阻系数的影响，建立基于关键控制点进行自由变形的车身外流场仿真模型，具体包括以下分步骤：

S21、根据车身自由变形控制框架的设置，在车身前部和后部区域附近选择关键控制点作为优化设计变量，并利用拉丁超立方抽样进行设计变量样本点的选取；

根据汽车外流场仿真分析结果中的车身表面压力分布，通过减少车头正压区和车尾负压区，或者是降低车头正压力和增大车尾负压力，可以有效降低压差阻力，从而降低风阻。

S22、利用自由变形程序读取无轮车身的STL格式文件，并进行自由变形处理；

根据实验设计方案，在自由变形程序中读入无轮车身的STL几何格式文件，由程序输出自由变形后的车身STL几何格式文件，实现车身的变形。

S23、在车身自由变形时，考虑车身正投影面积变化对风阻系数的影响，采用逆向工程技术将车身STL格式文件转化为STEP格式文件；

S24、在车身上添加车轮，得到完整的车身模型，并重新测量变形后车身的正投影面积；

S25、根据风洞试验阻塞比要求，建立车身外流场仿真计算域；

S26、进行网格划分并添加相应的边界条件，选择求解算法和求解器进行数值仿真，得到相应车身的风阻系数。

利用ANSYS ICEM进行网格划分，将网格文件导入FLUENT并添加相应的边界条件，选择合适的求解算法和求解器进行数值仿真，得到相应车身的风阻系数。

由于在进行车身自由变形后，车身的正投影面积发生了变化，因此本发明重新测量变形后车身的正投影面积，根据变形后车身的正投影面积构建车身风阻系数计算模型，表示为

其中，F_d为气动阻力，Ρ为空气密度，V_∞为来流速度，A为车身正投影面积。

如图2，选择合适的控制点作为优化设计变量，选取车头下部一排控制点①的坐标X₁和 Z₁，车头上部一排控制点②的坐标X₂和Z₂，车尾下部一排控制点③的坐标X₃和Z₃，车尾上部一排控制点④的坐标X₄和Z₄作为优化设计变量，其中坐标X表示图2(a)中水平移动，坐标Z表示图2(a)中垂直移动。综合考虑车身尺寸、控制点到车身的距离以及框架各平面之间的距离等因素，确定设计变量X₁、X₂、X₃、X₄、Z₁、Z₂、Z₃和Z₄的取值范围为[-20,60]、[-60,60]、[-60,40]、[-40,40]、[-20,60]、[-60,60]、[-40,60]和[-40,40]，单位为mm。对于控制点的水平移动，规定由车头向车尾方向移动为正，由车尾向车头方向移动为负；对于控制点的垂直移动，规定由车底向车顶方向移动为正，由车顶向车底方向移动为负。利用拉丁超立方抽样进行设计变量样本点的选取，如表1。根据实验设计方案，在自由变形程序中读入无轮车身的STL几何格式文件，由程序输出自由变形后的车身STL几何格式文件，实现车身的变形，采用逆向工程技术将车身STL格式文件转化为STEP格式文件。最后再添加上车轮，得到完整的车身模型，如图3。根据风洞试验阻塞比要求，建立车身外流场仿真计算域，如图4。利用ANSYS ICEM进行网格划分，将网格文件导入FLUENT 并添加相应的边界条件，选择合适的求解算法和求解器进行数值仿真，得到相应车身的风阻系数，如表1。

表1试验设计控制点样本点及模拟结果

在本发明的一个可选实施例中，上述步骤S3基于实验设计的样本点及其响应的有限元仿真响应，建立kriging代理模型并验证其精度；以车身风阻系数最低为优化目标，利用遗传算法对所建立的kriging代理模型进行全局寻优，得到设计变量控制点的最优组合。

在本发明的一个可选实施例中，上述步骤S4基于优化得到的设计变量控制点最优组合，利用自由变形程序读入原始车身STL几何格式文件，进行相应的自由变形，由程序输出变形后的车身STL几何格式文件。采用逆向工程技术将变形后的车身STL格式文件转化为STEP格式文件。最后再添加上车轮，得到优化的车身模型，如图5。与原始车身模型相比，利用自由变形技术对汽车车身进行空气动力学减阻优化，最大的减阻优化率达到了4.15％。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于车身自由变形的汽车减阻优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据汽车车身模型STL文件和自由变形技术设计自由变形程序，建立汽车车身的参数化模型；

S2、以汽车的风阻系数为优化目标，考虑自由变形时车身正投影面积变化对风阻系数的影响，建立基于关键控制点进行自由变形的车身外流场仿真模型；

S3、根据样本点和响应构建kriging代理模型，利用遗传算法对所建立的kriging代理模型进行全局寻优，得到设计变量的最优组合；

S4、根据设计变量的最优组合，利用自由变形程序对原始车身STL文件进行处理，实现相应变形，采用逆向工程技术将变形后的车身STL文件转化为STEP文件，得到车身自由变形优化模型。

2.如权利要求1所述的基于车身自由变形的汽车减阻优化方法，其特征在于，所述步骤S1中，汽车车身模型STL文件采用ASCII明码格式，其包括文件路径及文件名的信息、三角面片单元的法线矢量坐标、三角形面片的3个顶点的x、y、z坐标；根据STL文件的中三角形面片的一个顶点的数据格式，设计一个类Vertex来存放此顶点的三个坐标数据，将一个三角形面片的三个顶点的坐标数据类Vertex存放到容器vector变量中，并用容器vector存放三角形面片的法向量。

3.如权利要求2所述的基于车身自由变形的汽车减阻优化方法，其特征在于，所述步骤S1中，在平行框架中加入局部坐标系，构建局部坐标与全局坐标的对应关系，表示为

X＝X₀+sS+tT+uU

其中，X表示任意点的全局坐标，(s,t,u)表示任意点的局部坐标，X₀表示局部坐标系原点，(S,T,U)表示局部坐标系坐标轴；

在可变性平行框架中添加控制点栅格，在s方向形成l+1个平面，在t方向形成m+1个平面，在u方向形成n+1个平面，得到控制点坐标和任意点的笛卡儿坐标；

控制点坐标表示为

其中，i＝0,1,…,l，j＝0,1,…,m，k＝0,1,…,n；

任意点的笛卡儿坐标表示为

其中，B_il(s)，B_jm(t)和B_kn(u)分别是l，m和n次的Bernstein多项式。

4.如权利要求3所述的基于车身自由变形的汽车减阻优化方法，其特征在于，所述步骤S1中，建立待变形体与控制框架的关系，采用改变控制点位置的方式得到新的控制点以及变形后的控制框架，根据原始控制框架中任意点的局部坐标计算变形控制框架下该点对应的全局坐标。

5.如权利要求4所述的基于车身自由变形的汽车减阻优化方法，其特征在于，所述步骤S1中，在自由变形程序中设计

用于从STL格式文件中读入汽车车身的CAD几何模型数据的导入子函数ReadSTL()，

用于将经过自由变形后的STL格式文件中写入指定文件中的输出子函数WriteSTL()，

用于将读入的三角形面片中的点进行自由变形，得到变形后三角形面片中的点的子函数FreeFormDeformation()，

用于计算自由变形后的三角形面片的法线矢量的子函数TriNormal()，

用于自由变形算法中累积的计算的子函数Factorial()，

用于自由变形算法中排列数的计算的子函数Mynchoosek()，

用于自由变形算法中点积的计算的子函数Mydot()，

用于自由变形算法中叉积的计算的子函数Mycross()，

用于自由变形算法中的相减计算的子函数Mysustract()，

用于自由变形算法中的相加计算的子函数Myadd()，

用于自由变形算法中的数乘计算的子函数Mymultiple()。

6.如权利要求5所述的基于车身自由变形的汽车减阻优化方法，其特征在于，所述步骤S1中，

利用导入子函数ReadSTL()读取车身的CAD几何模型数据STL格式文件，

再利用子函数FreeFormDeformation()进行车身自由变形，根据自由变形算法和变形控制框架设计，计算控制框架中每个控制点P_ijk的坐标，在控制点中选取关键控制点作为优化设计变量，计算变形后的三角形面片中三个顶点的全局坐标，得到变形后的所有三角形面片，

然后利用子函数TriNormal()根据变形后的所有三角形面片计算变形后的三角形面片的法向量，

最后利用输出子函数WriteSTL()按照STL文件的数据格式，将变形后的三角形面片及其法向量数据写入到指定的文件中，得到经过自由变形后的车身STL文件，从而建立汽车车身的参数化模型。

7.如权利要求6所述的基于车身自由变形的汽车减阻优化方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下分步骤：

S21、根据车身自由变形控制框架的设置，在车身前部和后部区域附近选择关键控制点作为优化设计变量，并利用拉丁超立方抽样进行设计变量样本点的选取；

S22、利用自由变形程序读取无轮车身的STL格式文件，并进行自由变形处理；

S23、考虑车身正投影面积变化对风阻系数的影响，采用逆向工程技术将车身STL格式文件转化为STEP格式文件；

S24、在车身上添加车轮，得到完整的车身模型，并重新测量变形后车身的正投影面积；

S25、根据风洞试验阻塞比要求，建立车身外流场仿真计算域；

S26、进行网格划分并添加相应的边界条件，选择求解算法和求解器进行数值仿真，得到相应车身的风阻系数。

8.如权利要求7所述的基于车身自由变形的汽车减阻优化方法，其特征在于，所述步骤S2中，根据变形后车身的正投影面积构建车身风阻系数计算模型，表示为

其中，F_d为气动阻力，Ρ为空气密度，V_∞为来流速度，A为车身正投影面积。