假如将汽车轮胎空气动力学可视化，让轮胎设计更加优化？

行驶中的汽车及其轮胎周围复杂的空气动力学很难看到，但对于一些机械工程师来说并非如此。


研究人员已经开发了他们的计算机模拟方法到有可能精确地模拟移动的汽车，直到滚动周围的流动轮胎。


这是一种高级流动模拟和建模团队开发的技术，用于模拟复杂几何形状对周围和通过复杂几何形状对象的流动动力学。NURBS代表非均匀有理基样条，一种描述3D形状并提供涉及这种形状的流体和结构力学问题的计算分析的数学技术。




通过新的模拟显示了移动物体周围实际发生的事情，在这种情况下，是围绕一个共同主题的非凡活动。轮胎与路面接触并在滚动时变形，这一事实使模型变得复杂。


该方法和汽车模拟的详细描述发表在上个月的杂志上计算力学。


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，这种复杂的模拟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是非常重要的。


Tezduyar的实验室还为美国宇航局的猎户座太空舱制作了回收降落伞模型计算分析近年来发展迅速，通过减少建模系统所需的“网格”点数，将效率和准确性结合起来。可以把网格想象成物体周围的流体(如空气)网络，网格点存在于3D“元素”中当对象移动时，点和元素也会移动。


在一个运动汽车模型中，使用NURBS的计算流分析用大约110万个点实现，这是传统方法中使用的数量的一小部分，同时保持了其准确性，这也降低了计算成本。




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，在更重要的地方有更高的精度，随着轮胎旋转，点和元素也随之旋转，但问题是，随着轮胎旋转，在轮胎下移动的元素会塌陷，而这是其他方法无法处理的。我们的方法做到了，这是获得精确模拟的关键。


与心脏研究一样，研究团队渴望与科学家和行业合作，以模拟复杂的系统，包括轮胎和车辆。


对于轮胎制造商来说，在投资生产原型之前进行这种类型的模拟将非常有益，因为这将为他们提供关于轮胎周围空气动力学的全面而详细的数字数据，这些数据很难通过任何其他方式获得。