研究人员开发出计算机仿真方法 可以模拟移动车辆的气流

据外媒报道，美国莱斯大学（Rice University）和东京早稻田大学（Waseda University）的流体动力学专家开发出计算机仿真方法，可以准确地模拟移动的汽车，甚至是滚动轮胎周围的气流。

图片来源：莱斯大学

莱斯大学James F. Barbour学院机械工程TayfunTezduyar实验室助理研究员Takashi Kuraishi以及早稻田大学教授和莱斯大学兼职教授Kenji Takizawa的学生联合制作视频，以呈现研究结果。

该视频还展示了NURBS曲面到体积引导网格生成方法的功效，该方法由Tezduyar和Takizawa共同领导的高级流动模拟和建模团队开发，用于模拟复杂几何对象周围和通过的流动动力学。NURBS是Non-Uniform Rational Basis Splines的缩写，是一种数学技术，可描述3D形状并提供有关此类形状的流体和结构力学问题的计算分析。

Tezduyar表示：“我们正在处理接近实际汽车和轮胎的几何形状。”Kuraishi表示：“了解汽车及其轮胎周围的气流行为将有助于更好地了解它们的空气动力学性能。这种复杂的仿真对于在设计和性能评估中提供现实的解决方案和可靠的答案非常重要。”

在一个行驶中的汽车模型中，使用NURBS进行的计算流分析以大约110万个点实现，而这只是常规方法中使用数量的一小部分，且可保持准确性。Tezduyar称这可以降低计算成本。

Tezduyar表示：“我们在汽车和轮胎周围有一个3D网格，在轮胎表面附近有更多的点，以便在更重要的地方获得更高的精度。当轮胎旋转时，这些点和元素也随之旋转，但问题是随着轮胎旋转，轮胎下方移动的元素会塌陷，而其他方法无法处理该问题。而我们的方法可以做到，而且关键是可获得准确的仿真。”

Tezduyar表示研究团队希望与科学家和工业界合作，对包括轮胎和车辆在内的复杂系统进行建模。

Tezduyar表示：“轮胎制造商在投资生成原型前进行此类仿真将非常有益，因为该仿真可以提供有关轮胎周围空气动力学的全面而详细的数值数据，而这些数据很难以其他方式获得。”