利用AcuSolve增强赛车引擎的稳健性与可靠性

本文摘要（由AI生成）：

Prodrive是一家知名的赛车技术服务公司，与阿斯顿马丁等顶级品牌合作。面对赛车领域的复杂工程挑战，Prodrive采用AcuSolve流体求解器，提升分析水平和问题解决能力。通过AcuSolve分析赛车引擎水套内流体流量，实现快速仿真和模型迭代。AcuSolve的稳健性和可靠性简化了结果审查，节省时间和成本。Prodrive将继续挖掘HyperWorks套件功能，提高工作效率和产品质量，保持领先地位。

项目介绍

Prodrive是全球最大、最成功的赛车及车辆技术服务公司之一。Prodrive 已在此领域深耕29 年之久，在各项赛车和拉力锦标赛中与众多跑车界大腕建立了合作关系，阿斯顿马丁、BMW和MINI等知名车队悉数在列。

Prodrive与阿斯顿马丁的合作始于2004年，专门为其拓展赛车赛事方面的项目。项目团队全权负责从GT跑车系列的设计开发，到全球赛车巡回赛中工作团队运营的所有工作。

挑战

赛车活动为测试车辆性能提供了绝佳的环境，可将各项性能发挥到极致。赛车的重量、性能、可靠性与效率均需进行优化才能达到最佳状态，这涉及到多种工程任务，如组件的有限元分析 (FEA)、碰撞测试仿真、优化以及流体动力学分析（CFD）等等。由于开发时间有限，赛车团队必须采用节约成本而又不失灵活性的高端技术。只有这样，工程师们才有望在短时间内开发出优化解决方案。

“AcuSolve的高稳健性和Altair的强大用户支持使我们的分析水平得以提升，真正提高了我们的问题解决能力和决策能力。”

Jonathan Culwick

高级CAE工程师

解决方案

通过自动化完成实施并快速获得结果

Prodrive在实施Acusolve的过程中进行了此项研究，旨在增强其CFD功能。在此前多年来，Prodrive一直采用外包方式完成仿真工作。

AcuSolve是一款业界领先的通用计算流体动力学 (CFD) 流体求解器，它具有超强的稳健性、求解速度和精确性。AcuSolve能够与HyperWorks结构求解器紧密结合，用户无需对解决方案步骤进行反复迭代便可快速获得高质量的解决方案。

此项研究的主要目的在于对阿斯顿马丁赛车引擎水套内的流体流量进行分析并予以相应改善，进而在短期内获得可靠的结果。然而，该任务背后潜藏着一大难题，即如何让缺乏经验的用户在有限的时间内对几何构造复杂的模型进行多次迭代。

项目团队采用Acusolve生成了一套兼顾易用性和可重复性的流程和方法体系，使这个难题迎刃而解。这样，CAE工程师们便可生成报告并将其转发给相关工作团队（如本项研究中的引擎开发团队），以供其进行报告分析和结果解读。

V8 引擎气缸盖

V8 引擎水套

水套等速流线图

一体化自动工作流程

此过程中处理的第一个模型为V8引擎水套。由于引擎盖和气缸体内部存在许多铸件腔体，因此增加了该模型的复杂程度和细节层次，为其处理带来了不小的挑战。

首先，Prodrive 采用标准方法对模型进行了简化处理，生成了表面网格并定义了仿真参数。但是，此过程在第二次实施时实现了自动化，生成了一体化的工作流程。也就是说，对模型进行快速简化处理后，仅需几分钟即可在求解器内进行仿真。

在当前阶段，Prodrive仿真功能的限制因素在于电脑硬件。这意味着，Altair的许可系统能够帮助Prodrive最大程度提高所有方面的处理能力，因为CAE工程师们可以根据需要充分利用HyperWorks软件套件，而不必担心许可成本增加。

这些特点至关重要，满足了Prodrive对CAE软件包的要求，因为借此工程师们便可更高效地管理自己的计算资源和工作量。

稳健性与可靠性

这一方法的主要优势在于，只要流程按部就班地进行，即可确保每个步骤均能顺利运行，并在短时间内完成前处理和后处理。最重要的是，各个候选模型的所有结果单元均可自动进行标准化处理，彰显出AcuSolve软件的稳健性。借助自动化流程，用户能够游刃有余地完成对新几何构造的分析。

AcuSolve的后处理软件AcuFieldView可将流体的不同特性隔离并进行详细分析，进而使结果的审查过程变得轻而易举。例如，AcuFieldView可将流体隔离在某些特定的渠道内，然后求解其源头、流向以及重复循环区域。得益于AcuSolve公认的高精确性，Prodrive节省了大量时间以及昂贵的实验室测试成本，同时加强了对设计的了解，这在使用CFD工具之前是不可能实现的。

Prodrive高级CAE工程师JonathanCulwick表示，“我们这几年一直在使用AltairHyperWorks 套件，因此对于它的强大功能和方便快捷有着相当深的体会。我们当初决定在内部引入CFD功能时，我曾担心过从外包方式转换到AcuSolve内部操作会遇到问题。AcuSolve的高稳健性以及Altair的强大用户支持使我们轻松顺利地度过了这个过程，我们实现了飞跃，提升了分析水平，真正提高了我们的问题解决和决策能力。”

结论

凭借当前仿真模型所生成的结果，Prodrive引擎开发团队已能够对当前产品进行进一步改进与完善。然而，Prodrive并不满足于此。他们的目标是在短时间内进一步增强此模型的功能，这需要通过充分挖掘Altair HyperWorks套件中的其他功能来实现，其中包括：

• 接触热传导分析 – 有助于Prodrive更细致地量化热量管理方面的改善情况。

• 后处理自动化 – 自动进行图像捕获过程和报告生成过程，进一步简化工作流程。