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奥迪使用ESI虚拟样机解决方案大幅度地提高了新型e-tron的驾驶距离和声学质量

计算流体力学
地面交通

与大多数电动汽车不同,新款奥迪e-tron是奥迪的首款全电动SUV,旨在逃避城市生活,带你长途旅行,包括在高速公路上驾驶。 

城里开车时,车辆经常加速和减速。电动车辆用于加速的能量随后可以通过再生制动回收。但当以恒定速度行驶时,情况并非如此。因此,从大约70公里/小时(43.5英里/小时)的速度来看,空气动力学在降低能耗方面发挥了巨大作用,事实上甚至比车辆重量减轻更大。 

对于奥迪的工程师来说,这种不同的期望转化为更大的挑战,需要创新的策略来尽可能地提高驾驶里程。 

故事由此开始

对于新的e-tron原型,奥迪的空气动力学部门开发了创新设计功能,如封闭气流,该气流通过整个前端引导,并通过地板下返回。该团队还创建了虚拟车外后视镜,有助于将车辆阻力系数降低到0.27,这是SUV领域的头部评级,因为SUV具有典型的方形形状,其阻力系数通常在0.35-0.45之间。 

但是,奥迪的空气动力学团队如何能够在生产之前——或者事实上,甚至在生产第一款etron原型之前——提出这些创新功能并进行测试呢?虚拟车辆开发解决方案在支持新产品开发方面发挥了重要作用。与大众汽车集团的其他品牌一样,奥迪股份公司正在使用ESI全面负责质量保证的开源计算流体动力学(CFD)代码OpenFOAM®来模拟外部空气动力学、发动机罩下气流和空调。 

奥迪的空气动力学部门与OpenFOAM团队开展了一项长期项目。在过去几年中,他们密切合作,以提高奥迪对该工具的使用效率,达到行业水平。他们设法改进了工作流程、稳健性并获得了可靠的结果。如今,OpenFOAM是奥迪HPC集群上最常用的CFD软件。它已成为奥迪真正的企业解决方案,在适当的时间提供卓越的验证能力。 

选择OpenFOAM的原因是成本效率、透明度、竞争力以及针对奥迪和大众集团CFD应用的特殊需求进行定制和调整的高能力。CFD用户发现OpenFOAM准确、灵活、可靠且省时。 

OpenFOAM正在帮助奥迪降低模拟成本,同时提供正确的答案,以便在正确的时间做出正确的设计决策。 

空气动力学部门很早就参与了e-tron原型的开发:从最初的概念开始,他们就与设计师一起分析了初始草图,并在虚拟风洞中测试了第一个模型。通过以恒定成本快速获得空气动力学性能的准确预测,团队可以在产品开发过程早期评估任何设计变更对汽车整体空气动力学性能产生的影响。 

将这种虚拟开发方法用于空气动力学有助于奥迪减少所需的真实测试和真实原型的数量─ 以及相关的成本和延迟。 

数值模拟帮助奥迪开发了多个空气附件,以降低阻力系数并增加自主范围。模拟的数量将继续增加,并成为创新的支柱。ESI、奥迪和大众集团内不断扩大的OpenFOAM社区将支持未来OpenFOAM开发的需求。 

奥迪还使用其他ESI解决方案来数字化产品开发。例如,奥迪负责白车身性能的工程团队和负责整车的工程团队使用ESI的振动-声学仿真套件VA one和ESI的单核汽车开发平台虚拟性能解决方案改善了奥迪汽车的声学质量。 

与空气动力学部门一样,振动-声学模拟使工程师能够进行路径分析,以找到不希望的噪声源,在安静的电动车辆环境中,这些噪声源很多。在开发过程的早期解决结构和空气噪声问题,例如通过改变配平设计,有助于防止不必要的迭代循环,如果在得到通知后再处理,会导致巨大的成本─ 相比在物理原型阶段执行物理测量,乃至更糟。 

ESI解决方案为奥迪工程师提供了不同的数值建模选项。他们可以进行快速统计能量分析,以获得更快、更具成本效益的答案,从而调整物理模拟结果,也可以进行精确的有限元(FE)分析,从而了解设计变更对车辆整体性能的影响。 

OpenFOAM®是OpenCFD Ltd.的注册商标,OpenCFD是ESI集团的全资子公司。 

About Audi

The Audi Group, with its brands Audi, Ducati and Lamborghini, is one of the most successful manufacturers of automobiles and motorcycles in the premium segment. It is present in more than 100 markets worldwide and produces at 19 locations in 12 countries. 100 percent subsidiaries of AUDI AG include Audi Sport GmbH (Neckarsulm, Germany), Automobili Lamborghini S.p.A. (Sant’Agata Bolognese, Italy), and Ducati Motor Holding S.p.A. (Bologna/Italy).

In 2020, the Audi Group delivered to customers about 1.693 million automobiles of the Audi brand, 7,430 sports cars of the Lamborghini brand and 48,042 motorcycles of the Ducati brand. In the 2020 fiscal year, AUDI AG achieved total revenue of €50.0 billion and an operating profit before special items of €2.7 billion. At present, 87,000 people work for the company all over the world, 60,000 of them in Germany. With new models, innovative mobility offerings and other attractive services, Audi is becoming a provider of sustainable, individual premium mobility.