以安装行李架后的某款SUV汽车模型为研究对象,基于协同优化算法,寻找最优的低阻低噪方案。先将降阻和降噪作为单独的2个子学科进行研究,分别寻找出影响气动阻力和气动噪声的关键因素,利用网格变形技术对行李架造型的关键部位进行参数化建立模型。然后通过CFD数值仿真模拟软件对选取的样本点进行计算,同时建立可靠的Kriging响应面模型。最后基于2个子学科的近似模型,构建协同优化模型寻找最优的低阻低噪方案并进行仿真验证分析。研究结果表明相较于原始汽车模型,单目标优化后的整车模型阻力与噪声分别降低了1.97%和17.99%;协同优化后的整车模型阻力与噪声分别降低了1.60%和14.92%,优化结果与仿真结果的误差分别为0.17%和3.67%,均在工程实际应用可接受误差范围内。

为探究表面介质阻挡放电(SDBD)等离子体对后台阶流动分离的控制效果,采用Suzen等提出的等离子体对流体作用的数值模拟方法,应用Fluent软件计算电场分布及电荷密度分布方程,最后得到等离子体体积力,并将结果与现有实验数据进行对比,验证仿真方法的准确性。在此基础上,在台阶前部施加等离子体激励,观察其对后台阶流动分离的控制效果。仿真结果表明:等离子体气动激励能明显减小后台阶流动的再附着距离;当来流风速为1 m/s时,可将再附着长度减小53.92%;当来流风速逐渐增加时,等离子体气动激励控制效果逐渐减弱;当增加激励强度时,控制效果增强。