赖晨光，陈小雄，文凯平，陆茂桂

(重庆理工大学 车辆工程学院，重庆　400054)



基于遗传算法的某汽车外形空气动力学优化

赖晨光，陈小雄，文凯平，陆茂桂

(重庆理工大学 车辆工程学院，重庆400054)

摘要：汽车外形气动优化设计属于多目标优化设计的领域。多目标优化的根本是寻找约束条件下的最优解集即Pareto解集。首先建立某轿车的简化模型并参数化汽车的前部翘角(angle 1)、前风窗角(angle 2)、后风窗角(angle 3)和尾部上翘角(angle 4)，通过拉丁超立方取样得出一组样本点，再利用FLUENT软件对该组样本进行模拟计算，得出气动阻力和升力。用遗传算法对该组结果进行数据迭代，找出Pareto解集，由此得出该款汽车具有最佳气动性能时的角度组合。

关键词：气动优化;参数化;数值模拟;遗传算法

目前，在空气动力学研究方面，国内外通常采用数值模拟与风洞试验验证相结合的方法。数值模拟计算速度快、适用范围广，且不受边界条件的影响，已广泛应用于汽车空气动力学的研究中[ 1-2 ]。随着汽车性能和行驶条件的不断改善，人们越来越注重汽车在高速下的空气动力特性。空气动力特性良好的汽车，可以使气流平滑地流过车身表面。一般气动阻力的85%来自压差阻力，其余15%为摩擦阻力。压差阻力中9%来自车身前端，而91%来自车身尾部(其值随车身长短及外形不同而定)[3]。汽车在高速行驶时为抵消气动阻力而消耗的发动机功率随车速增加而急剧增加，所以良好的气动造型有利于降低汽车燃油消耗，也有利于提升汽车动力性以及高速行驶时的操控稳定性。……