使用仿真将摩托车空气动力学优化的测试时间缩短 90%

将传统爱好者转变为电动爱好者

尽管向电动汽车的过渡正在顺利进行，但电动摩托车却落后了。鉴于这两种产品吸引了两种不同类型的客户，这并不奇怪。大多数汽车都专注于舒适且安全地从 A 地到达 B 地，而摩托车则更需要一种激情。骑手寻求每次旅程的速度、感觉和整体体验。

Energica 旨在通过其高性能全电动摩托车系列加速转型。“对于汽油摩托车爱好者来说，噪音和气味非常重要，”Energica 首席技术官 (CTO) 詹皮罗·特斯托尼 (Giampiero Testoni) 说。“但气候变化确实是一种威胁，没有人可以忽视。我们希望通过为新一代电动摩托车爱好者提供相同水平的性能但没有污染来鼓励他们。”

加快空气动力学开发

要开发高性能摩托车，不仅需要有效的动力系统，还需要高度精细的空气动力学。当 Energica 开始开发电动摩托车时，所有的空气动力学测试都在风洞中进行。这提供了对性能的出色评估，但却是一项昂贵且耗时的工作。

特斯托尼解释说，公司需要找到一种替代解决方案来继续发展。“上市时间至关重要，”他说。“我们通常必须提前一年预订风洞，并希望到那时我们已经准备好了所有测试。成本也是一个因素，但最重要的是加快空气动力学优化，这样我们才能更快地完成最终产品。电动汽车市场的发展速度比内燃机汽车快得多，类似于电子产品消费市场，因此如果我们无法尽可能缩短开发时间，势必会落后。”

为了加速空气动力学开发，Energica 采用了 Siemens Digital Industries Software 的 Simcenter FLOEFD™ 软件和 Simcenter™ STAR-CCM+ ™ 软件。Simcenter 是 Siemens Xcelerator 软硬件和服务业务平台的一部分。

“选择 Simcenter 的主要原因是，我们从一开始就知道它有一整套相互关联的工具，”特斯托尼说。“如果使用不同的电子、机械、NVH 和 1D 仿真产品，那么迅速将所有结果整合在一起就会变得复杂。Simcenter 产品组合使这一切变得更加简单，这对我们来说非常有吸引力。此外，随着我们开发流程的发展，能够从一两个 Simcenter 工具开始，然后逐渐添加其他工具，这真的很有帮助。”

使用 Simcenter FLOEFD 优化舒适度

Energica 的摩托车模型在设计时考虑了不同的用户。Energica EsseEsse9+ 主要关注骑手的舒适度，因此了解空气如何影响骑手的胸部是空气动力学优化的关键。

为此，特斯托尼使用 Simcenter FLOEFD 来模拟气流对摩托车完整模型（包括所有单个组件）的影响。“Simcenter FLOEFD 易于使用，并且与 3D CAD 完美集成，能够对具有复杂几何形状的模型进行快速、准确的 CFD 分析”特斯托尼说。“我们可以立即看到空气对骑手的影响，并尝试进行设计修改以最大限度地减少这种情况。”

尽管舒适性是该车型的首要关注因素，但性能仍然很重要，因此团队必须确保这些修改不会显著降低摩托车的速度。他们增加了前整流罩、更高的屏幕和护手，以降低空气通量的冲击和速度。这提高了骑手的舒适度，但也在骑手胸部附近产生了湍流。为了缓解这种情况，他们进行了进一步的修改，降低了屏幕的侧面并在前整流罩上增加了一个风道以减少阻力。总体而言，摩托车的前部面积增加了 3.7%，仿真表明这将显著提高骑手的舒适度。尽管如此，前阻力系数 (Cx) 仅增加了 0.6%，这意味着摩托车仍然可以达到预期的最高速度。

使用 Simcenter STAR-CCM+ 优化速度

MotoE Ego Corsa 赛车旨在优先考虑性能。为了提高最高速度和效率，准确了解设计如何影响阻力非常重要。为了使仿真有效，其数据必须与来自风洞测试的数据之间存在直接关联。因此，Energica 使用 Simcenter STAR-CCM+ 进行仿真，以重建风洞并复制真实世界的测试。

“一旦我们确信 Simcenter STAR-CCM+ 能够准确复制风洞，我们就可以用仿真来测试我们的所有设计修改，”特斯托尼说。“这意味着我们不必等待数月的风洞时间，并且测试设置更快、更容易。我们能够在更短的时间内尝试更多的迭代，从而实现真正的高性能空气动力学设计，最大限度地提高最高速度和效率。”

显著减少开发时间和成本

Simcenter FLOEFD 和 Simcenter STAR-CCM+ 可赋能 Energica 减少开发时间和成本。“现在我们已经建立了完整的仿真环境，在空气动力学开发过程中不再需要风洞，”特斯托尼说。“我们仅将其用于整辆摩托车的最终验证。使用 Simcenter FLOEFD 和 Simcenter STAR-CCM+ 意味着我们的测试完成速度提高了 10 倍，成本降低了大约 5 倍，因为我们不必构建原型、预订风洞并花费数天的工程时间来设置测试。”

特斯托尼对西门子为 Simcenter FLOEFD 和 Simcenter STAR-CCM+ 的初始设置及其持续支持提供的专业知识表示赞赏。“培训是一流的，”他说。“最重要的是，我们的讲师都是工程师，他们在现实世界中使用过这些产品。他们不仅仅是在解释理论，而且自己也使用，并遇到了我们面临的相同问题。

超越摩托车

为了整合更多来自 Siemens Xcelerator 的工具，Energica 最近与西门子续签了为期三年的合作伙伴关系。“仿真现在是 Energica 开发过程的基本组成部分，”特斯托尼说。“我们很高兴能继续与西门子合作，实施更多 Siemens Xcelerator 系列工具，例如 Simcenter Amesim 和 NX，以改进我们的产品。”

这也将有助于 Energica 扩展业务到摩托车之外：“采用 Siemens Xcelerator 产品组合中的更多工具对于我们的新业务部门 Energica Inside 至关重要，”特斯托尼说。“这是为了将我们的经验和技术带到不同的市场，例如电动拖拉机、卡丁车、小型飞机和船只的电池和动力总成。通过使用仿真节省的时间和金钱越多，我们就能更快地将更好的产品推向市场，从而满足客户需求。”