Zeitschrift für angewandten Maschinenbau

Abstrakt

Anwendungsframework für die aerodynamische Designoptimierung von Personenkraftwagen mittels NURBS

Ghani AO, Agelin-chaab M und Barari A

In diesem Artikel wird ein neues Anwendungsframework für die aerodynamische Optimierung der Form von Personenkraftwagen vorgestellt. Die Heckgeometrie eines Personenkraftwagens steht im Mittelpunkt dieser Studie, da sie die aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs erheblich beeinflusst. Die Heckkarosserie eines generischen Fahrzeugmodells (die Ahmed-Karosserie) wurde durch eine NURBS-Kurve (Non-Uniform Rational B-Spline) dargestellt und zur geometrischen Parametrisierung wurden NURBS-Parameter verwendet. Diese geometrischen Parameter wurden mithilfe des mithilfe eines Versuchsplanungsprozesses entwickelten Modells systematisch geändert, um die Geometrie zu verändern. An diesen Geometrien wurden CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics) durchgeführt, um Luftwiderstandsbeiwerte zu ermitteln. Anschließend wurde mithilfe einer linearen Regression ein polynomisches Response-Surface-Modell des Luftwiderstandsbeiwerts erstellt, um Konstruktionsparameter mit dem Luftwiderstandsbeiwert in Beziehung zu setzen. Dieses Response-Surface-Modell diente dann als Ausgangspunkt für den Optimierungsprozess. Das vorgeschlagene Framework wurde an einem generischen Stufenheckfahrzeugmodell implementiert und die optimierten geometrischen Parameter für minimalen Luftwiderstand wurden ermittelt.