CN113076597A - 一种面向cfd仿真的重卡车身快速建模方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于计算机辅助设计技术领域，具体为一种面向CFD仿真的重卡车身快速建模方法，包括步骤一：首先是对曲面复杂难以在现阶段实现参数化建模的部分进行手动正向建模，手动正向建模选用Alias作为建模平台，步骤二：其次是对车身零部件中造型变化较小或规则性较强的附件进行参数化建模，参数化建模选用Rhino为平台对相关功能进行完善，特别开发出了适用于CFD仿真的重型卡车油箱、外后视镜、底盘及车轮的参数化建模插件，其结构合理，相较传统的技术手段，采用本方法能够有效缩短建立车身三维数字模型的工作时间，减少模型CFD仿真前处理的工作量；同时还提高了实验模型的质量，确保了仿真结果的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及计算机辅助设计技术领域，具体为一种面向CFD仿真的重卡车身快速建模方法。
背景技术
目前应用于重型卡车车身开发过程中的CFD仿真分析技术，其方法大致是将搭建好的车身三维数字模型导入进专门的CFD仿真软件中，并设置好相关的模拟量，最后经过软件分析计算得出模型即车身造型的空气动力学特性曲线或图像，从而辅助工程技术人员对车身进行进一步优化改进。由于其中所需的车身三维数字模型通常由前期造型设计阶段的数模工程师制作并提供，因此并不完全满足后期CFD仿真对模型的要求，导致工程技术人员在获得此类模型之后，往往需要在前处理软件中进行大量的模型网格修补工作，这一工作不仅耗时费力，还会影响后期分析结果的精确性。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。。
因此，本发明旨在解决当前重卡车身CFD仿真分析过程中，由于数字模型不匹配而产生的大量冗余前处理工作，以及处理后的模型质量问题。即提出一种特别适用于CFD仿真分析的重卡车身快速建模方法。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种面向CFD仿真的重卡车身快速建模方法，其包括如下步骤：
步骤一：首先是对曲面复杂难以在现阶段实现参数化建模的部分进行手动正向建模，手动正向建模选用Alias作为建模平台，建模过程按以下七个步骤进行：导入参考图片→拟合特征线→调整二维特征线→创建主曲面→创建周围曲面→曲面剪切及倒角→曲面质量检测；
步骤二：其次是对车身零部件中造型变化较小或规则性较强的附件进行参数化建模，参数化建模选用Rhino为平台对相关功能进行完善，特别开发出了适用于CFD仿真的重型卡车油箱、外后视镜、底盘及车轮的参数化建模插件，这样即可实现后续同等条件下的快速参数化建模；
步骤三：将通过参数化建模生成的各类车身附件的模型数据，与手动正向建立的车身主体模型数据一并导入进Alias中进行装配，从而形成完整的CFD仿真分析模型；
步骤四：根据CFD前处理模型网格化的要求对上述数字模型进行简化及修补；
步骤五：模型简化，主要是针对底盘及车轮上的一些对CFD仿真结果影响较小，又比较复杂机械结构进行简化，简化后的底盘去掉了传动机构，仅保留轮罩板曲面和一个底盘覆盖平面，简化后的车轮去掉了卡钳、刹车盘、固定螺母等零件，仅保留轮毂造型曲面；
步骤六：模型修补，包括对除车轮外，模型中各部分之间可能存在的缝隙，以及车身上的进气格栅等类似装置进行曲面封堵；
步骤七：模型分层，其特点是对不同曲率大小的曲面或不同部位的曲面，划分不同尺寸大小的网格，然后根据网格尺寸大小创建不同的图层，以便于在后续CFD仿真分析中对不同网格大小的曲面进行分类管理，由此完成最终适用于CFD仿真的实验模型文件。
作为本发明所述的一种面向CFD仿真的重卡车身快速建模方法的一种优选方案，其中：对不规则的复杂形面体进行手动正向建模，对形面规则或模块化的附件、标准件等采用参数化建模，之后再将其整合并根据CFD前处理的要求对模型进行预处理。
作为本发明所述的一种面向CFD仿真的重卡车身快速建模方法的一种优选方案，其中：手动正向建模选用Autodesk Alias Studiotools软件，建模过程按照导入参考图片、拟合特征线、调整二维特征线、创建主曲面、创建周围曲面、曲面剪切及倒角、曲面质量检测的逻辑进行。
作为本发明所述的一种面向CFD仿真的重卡车身快速建模方法的一种优选方案，其中：参数化建模选用Rhinoceros软件，使用自主开发的重型卡车底盘、车轮、外后视镜参数化建模插件进行建模。
作为本发明所述的一种面向CFD仿真的重卡车身快速建模方法的一种优选方案，其中：根据CFD前处理的要求对模型进行预处理的内容按照封堵曲面缝隙、封堵进气格栅、剪切交叉面、删除重叠面、对模型进行分层处理的逻辑进行。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：相较传统的技术手段，采用本方法能够有效缩短建立车身三维数字模型的工作时间，减少模型CFD仿真前处理的工作量；同时还提高了实验模型的质量，确保了仿真结果的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明步骤流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明提供如下技术方案：一种面向CFD仿真的重卡车身快速建模方法，包括如下步骤：
步骤一：首先是对曲面复杂难以在现阶段实现参数化建模的部分进行手动正向建模，手动正向建模选用Alias作为建模平台，建模过程按以下七个步骤进行：导入参考图片→拟合特征线→调整二维特征线→创建主曲面→创建周围曲面→曲面剪切及倒角→曲面质量检测；
步骤二：其次是对车身零部件中造型变化较小或规则性较强的附件进行参数化建模，参数化建模选用Rhino为平台对相关功能进行完善，特别开发出了适用于CFD仿真的重型卡车油箱、外后视镜、底盘及车轮的参数化建模插件，这样即可实现后续同等条件下的快速参数化建模；
步骤三：将通过参数化建模生成的各类车身附件的模型数据，与手动正向建立的车身主体模型数据一并导入进Alias中进行装配，从而形成完整的CFD仿真分析模型；
步骤四：根据CFD前处理模型网格化的要求对上述数字模型进行简化及修补；
步骤五：模型简化，主要是针对底盘及车轮上的一些对CFD仿真结果影响较小，又比较复杂机械结构进行简化，简化后的底盘去掉了传动机构，仅保留轮罩板曲面和一个底盘覆盖平面，简化后的车轮去掉了卡钳、刹车盘、固定螺母等零件，仅保留轮毂造型曲面；
步骤六：模型修补，包括对除车轮外，模型中各部分之间可能存在的缝隙，以及车身上的进气格栅等类似装置进行曲面封堵；
步骤七：模型分层，其特点是对不同曲率大小的曲面或不同部位的曲面，划分不同尺寸大小的网格，然后根据网格尺寸大小创建不同的图层，以便于在后续CFD仿真分析中对不同网格大小的曲面进行分类管理，由此完成最终适用于CFD仿真的实验模型文件。
其中：对不规则的复杂形面体进行手动正向建模，对形面规则或模块化的附件、标准件等采用参数化建模，之后再将其整合并根据CFD前处理的要求对模型进行预处理。
其中：手动正向建模选用Autodesk Alias Studiotools软件，建模过程按照导入参考图片、拟合特征线、调整二维特征线、创建主曲面、创建周围曲面、曲面剪切及倒角、曲面质量检测的逻辑进行。
其中：参数化建模选用Rhinoceros软件，使用自主开发的重型卡车底盘、车轮、外后视镜参数化建模插件进行建模。
其中：根据CFD前处理的要求对模型进行预处理的内容按照封堵曲面缝隙、封堵进气格栅、剪切交叉面、删除重叠面、对模型进行分层处理的逻辑进行。
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (5)
1.一种面向CFD仿真的重卡车身快速建模方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：首先是对曲面复杂难以在现阶段实现参数化建模的部分进行手动正向建模，手动正向建模选用Alias作为建模平台，建模过程按以下七个步骤进行：导入参考图片→拟合特征线→调整二维特征线→创建主曲面→创建周围曲面→曲面剪切及倒角→曲面质量检测；
步骤二：其次是对车身零部件中造型变化较小或规则性较强的附件进行参数化建模，参数化建模选用Rhino为平台对相关功能进行完善，特别开发出了适用于CFD仿真的重型卡车油箱、外后视镜、底盘及车轮的参数化建模插件，这样即可实现后续同等条件下的快速参数化建模；
步骤三：将通过参数化建模生成的各类车身附件的模型数据，与手动正向建立的车身主体模型数据一并导入进Alias中进行装配，从而形成完整的CFD仿真分析模型；
步骤四：根据CFD前处理模型网格化的要求对上述数字模型进行简化及修补；
步骤五：模型简化，主要是针对底盘及车轮上的一些对CFD仿真结果影响较小，又比较复杂机械结构进行简化，简化后的底盘去掉了传动机构，仅保留轮罩板曲面和一个底盘覆盖平面，简化后的车轮去掉了卡钳、刹车盘、固定螺母等零件，仅保留轮毂造型曲面；
步骤六：模型修补，包括对除车轮外，模型中各部分之间可能存在的缝隙，以及车身上的进气格栅等类似装置进行曲面封堵；
步骤七：模型分层，其特点是对不同曲率大小的曲面或不同部位的曲面，划分不同尺寸大小的网格，然后根据网格尺寸大小创建不同的图层，以便于在后续CFD仿真分析中对不同网格大小的曲面进行分类管理，由此完成最终适用于CFD仿真的实验模型文件。
2.根据权利要求1所述的一种面向CFD仿真的重卡车身快速建模方法，其特征在于：对不规则的复杂形面体进行手动正向建模，对形面规则或模块化的附件、标准件等采用参数化建模，之后再将其整合并根据CFD前处理的要求对模型进行预处理。
3.根据权利要求1所述的一种面向CFD仿真的重卡车身快速建模方法，其特征在于：手动正向建模选用Autodesk Alias Studiotools软件，建模过程按照导入参考图片、拟合特征线、调整二维特征线、创建主曲面、创建周围曲面、曲面剪切及倒角、曲面质量检测的逻辑进行。
4.根据权利要求1所述的一种面向CFD仿真的重卡车身快速建模方法，其特征在于：参数化建模选用Rhinoceros软件，使用自主开发的重型卡车底盘、车轮、外后视镜参数化建模插件进行建模。
5.根据权利要求1所述的一种面向CFD仿真的重卡车身快速建模方法，其特征在于：根据CFD前处理的要求对模型进行预处理的内容按照封堵曲面缝隙、封堵进气格栅、剪切交叉面、删除重叠面、对模型进行分层处理的逻辑进行。
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