创新公司利用 Simcenter STAR-CCM+ 帮助 Spark Racing Technology 按时完成前翼项目

团队组建

赛车为商用车提供了高科技试验场。鉴于电动汽车很可能成为城市和高速公路个人出行的未来，车企转向高性能和高科技电动方程式赛车也是自然而然的结果。因此，国际汽车联合会 (FIA) 于 2012 年推出了电动方程式锦标赛，并于 2014 年举办了首届赛事。

考虑到电动汽车技术的发展前景，赋予电动方程式赛车设计未来感可以说是再适合不过了。同时，电动赛车设计应具有高效的空气动力学性能，并满足安全性和可制造性要求。

车企需要什么样的团队和技术来应对挑战，将设计、可制造性、安全性和空气动力学性能有机结合，打造新型电动方程式赛车？答案就是一个由各领域专家组成的团队，其中成员能够密切合作并配备先进工具。

打造前翼新设计

FIA 是全球赛车动的管理机构，专注于“为全世界所有道路使用者提供安全、可持续和无障碍的交通”。而实现可持续交通的一大关键技术就是电动汽车。事实上，电动汽车很可能成为个人出行的未来。再者，FIA 希望更新电动方程式锦标赛第三赛季的赛车设计，在视觉上反映这一未来理念。

电动方程式赛车设计公司 Spark Racing Technology 需要打造前翼新设计。他们想要设计一种具有未来感的赛车，不仅性能良好，还可与前代赛车相媲美甚至更好。此外，由于要在预定时间内向赛车队交付第三赛季的车辆，整个设计项目必须在两个月内完成。

为了满足该紧迫的时间表，Spark Racing Technology 专程找到 AOTECH 的空气动力学专家寻求帮助。AOTECH 和 Spark Racing Technology 的团队成员都是各自领域的一流专家，并基于以往项目保持密切合作关系。

根据该时间表要求，设计更新、仿真、分析和更改反馈必须紧密结合。Spark Racing Technology 和 AOTECH 团队建立了自己的设计/计算机辅助设计 (CAD)/仿真流程，以便顺利传输设计数据、分析结果和建议更改。

专为赛车客户服务

克里斯托夫·佩兰 (Christophe Perrin) 是 AOTECH 空气动力学经理，从小就立志从事赛车行业。他毕业于以汽车和航空航天工程研究而闻名的法国高等航空技术与汽车制造学院 (ESTACA)，主修空气动力学。2006 年，他加入 ART Grand Prix 车队，负责设计三级方程式赛车，并最终成为该车队的空气动力学设计负责人。

ART Grand Prix 车队连续多年取得成功：2004 - 2009 年，在欧洲三级方程式系列赛中，ART Grand Prix 车队一直保持不败战绩，将车队和车手总冠军双双收入囊中。2008 年，ART Grand Prix 空气动力学团队将计算流体力学 (CFD) 软件加入其分析工具包。

2010 年底，AOTECH 成立，Perrin 随后加入该公司。AOTECH 专门从事赛车仿真器和外部空气动力学研究。除其他项目外，AOTECH 赛车仿真器还可用于培训首次参加勒芒 24 小时耐力赛的车手。AOTECH 一直在与许多赛车客户合作进行空气动力学研究。现在，该公司的客户又多了商用车辆制造商和轮胎制造商。

实现不同目标

自公司成立以来，AOTECH 一直在使用西门子 Simcenter STAR-CCM+™ 软件进行外部空气动力学 CFD 研究。Simcenter STAR-CCM+ 是 Simcenter™ 产品组合的一部分，可确保外部 CFD 分析工作流程顺畅，而这也是 AOTECH 的主要优势之一。

与三级方程式赛车一样，在空气动力学设计目标方面，电动方程式赛车不同于一级方程式赛车。对于一级方程式™赛车，设计时主要考虑下压力。对于电动方程式赛车，空气动力学设计目标是空气动力效率，即阻力和下压力之间的比率。

而要实现此目标，电动方程式赛车新设计的空气动力学性能至关重要。其中一个关键问题就是前翼的下压力和阻力性能。我们可以打造一种富有想象力的新设计，但其空气动力学性能可能较低。该项目面临四个主要制约因素：

• 时间：项目进度被压缩

• 协同：需要设计和空气动力学领域专家进行团队合作

• 设计：在空气动力学性能和样式之间寻求平衡

• 可制造性和安全性：确保项目能够完成并不受影响

成功的三大支柱

这些限制因素为 Spark Racing Technology 与 AOTECH 之间的合作奠定了基础。这两家公司合作制定了一个顺畅的设计流程，从 Spark Racing Technology 设计到 CAD 建模，再到使用 Simcenter STAR-CCM+ 进行曲面清理和网格划分、仿真，最后到后处理分析，整个流程无缝衔接、一气呵成。前翼仿真包含 2 亿个单元，是一个复杂的空气动力学仿真问题。团队需要半天时间来清理、准备和重新网格化模型，然后才能启动仿真。接着又要花一天时间在该公司的 128 核集群上运行 Simcenter STAR-CCM+ 仿真。最后还需要三个小时使用 STAR-View+ 免费独立查看器进行后处理和分析。此外，两个团队还查看了仿真结果和对设计的影响。有了上述顺畅的工作流程和先进的技术工具集后，最具挑战性的环节就只剩下为下次设计更改进行协同和沟通了。

按照该流程，AOTECH 团队马不停蹄地工作到 2015 年底，并于 2016 年 2 月完成了对 Spark Racing Technology 的分析。所获得的设计不仅具有未来感，还达到了项目的美学和性能目标，同时满足可制造性和安全性要求。由此可见，团队的专业知识、密切的协同关系和顺畅的技术流程构成了成功的三大支柱。随后即可投产并向车队交付 FIA 电动方程式系列赛第三赛季的赛车。