技术摘要：
本发明提供了一种基于自适应代理模型的汽车风阻系数优化方法，包括以下步骤：对汽车初始模型进行CFD仿真计算；选取设计变量并确定其变化范围；构建参数化模型；选取样本点并计算其对应的风阻系数计算值，存入样本点数据库中；判断是否需要筛选设计变量；构建代理模型；  全部
背景技术：
随着燃油车燃料消耗评价指标和新能源车续航里程要求的不断提升，打造一款低 风阻车型已成为各主机厂迫切需求。主要依赖于风洞试验的传统降低汽车风阻系数的方 法，试验资源紧张、研发成本高，无法满足现代汽车开发效率的要求。通过CFD仿真技术降低 风阻系数，可有效缩短研发周期、降低研发成本，已成为汽车开发设计过程中不可或缺的重 要手段。 汽车风阻系数优化过程中涉及的设计变量众多，设计变量间的耦合对风阻系数的 影响并不是单个设计变量影响的简单叠加。传统的CFD仿真方法对设计者的工程经验具有 很强的依赖性，通过试错的方式选出的优化方案虽然能够起到一定的效果，但是往往难以 直接找到最优解，优化效率较低。正是基于这样的原因，代理模型和优化算法因其对规律的 拟合能力和对最优结果的计算能力，被越来越多地应用于汽车风阻系数优化中。依据构建 策略的不同，代理模型可分为静态代理模型和自适应代理模型。静态代理模型一次性获取 所有样本点来构建代理模型，此后代理模型不再更新，为保证其精度往往选取较多的样本 点，优化效率不高。自适应代理模型则先获取少量样本点建立初始代理模型，随后依据优化 结果和加点准则增加样本点，更新代理模型，相同精度条件下，选取的样本点数量较少，优 化效率较高。由于汽车流场结构复杂，呈现出高度的非线性，因此，给研究汽车风阻系数优 化的问题带来很大困难，优化效率低、操作复杂，且耗时长。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明旨在提出一种基于自适应代理模型的汽车风阻系数优化方法， 以解决上述问题的不足之处。 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的： 基于自适应代理模型的汽车风阻系数优化方法，包括以下步骤： A.对汽车初始模型进行CFD仿真计算，获得初始模型风阻系数计算值； B.选取设计变量并确定设计变量的变化范围； C.基于初始模型构建参数化模型； D.选取样本点，并存入样本点数据库中； E.基于参数化模型计算样本点对应的风阻系数计算值，并存入样本点数据库中； F.判断是否需要对设计变量进行筛选，如果需要，则依据样本点及对应的风阻系 数计算值进行灵敏度分析，筛选出对风阻系数影响程度超过一定阈值的设计变量，重新选 取样本点并计算样本点对应的风阻系数值，更新样本点数据库； G.基于样本点数据库构建代理模型； 4 CN 111597631 A 说　明　书 2/4 页 H.利用优化算法对代理模型进行优化获得优化解和优化值； I.基于参数化模型计算优化解对应的风阻系数计算值； J.计算优化解与样本点之间的距离，选择最小距离最大的优化解及对应的风阻系 数计算值作为增加点一，将增加点一加入样本点数据库； K .计算剩余优化解对应的风阻系数计算值与样本点对应的风阻系数计算值间差 值的绝对值，选择最小绝对值最大的优化解及对应的风阻系数计算值作为增加点二，将增 加点二加入样本点数据库； L.计算最小风阻系数计算值与对应优化值间的误差，若误差满足预先设定的精度 要求，则基于参数化模型输出对应的网格模型及风阻系数计算值，汽车风阻系数优化结束； 若误差不满足预先设定的精度要求，则基于加点后的样本点数据库重新构建代理模型，重 复步骤G至步骤L，直至最小风阻系数计算值与对应优化值间的误差满足预先设定的精度要 求。 进一步的，所述步骤B的具体过程如下：根据步骤A中得到的初始模型CFD仿真计算 结果，分析车身表面压力分布、周围流场速度矢量分布及湍流动能分布，选取设计变量并跟 据设计要求确定设计变量的变化范围。 进一步的，所述步骤C中的具体过程如下：将初始模型导入网格变形软件中，在设 计变量对应的区域创建控制体，将设计变量与控制点关联，通过改变设计变量的值移动控 制点实现网格变形，得到网格参数化模型。 进一步的，所述步骤D中依据设计变量的数量N0确定样本点的数量A0，设置设计变 量的变化范围及样本点的数量，通过拉丁超立方法选取样本点，将样本点数据存入样本点 数据库中，其中，样本点的数量A0与设计变量的数量N0关系如下， A0＝5*N0。 进一步的，所述步骤E中基于参数化模型获得样本点对应的网格模型，将网格模型 进行CFD仿真计算，得到样本点对应的风阻系数计算值，将样本点对应的风阻系数计算值存 入样本点数据库中。 进一步的，所述步骤G中依据样本点数据库中的样本点及对应的风阻系数计算值， 分别构建MLS模型、RBF模型和HK模型。 进一步的，所述步骤H中分别采用ARSM算法、MFD算法和GA算法依次对步骤G中的3 个代理模型进行优化分析，得到9个包含优化解和优化值的优化方案，去除重复的优化方 案。 进一步的，所述步骤I中基于参数化模型获得优化解对应的网格模型，利用CFD仿 真软件计算优化解对应的风阻系数计算值。 进一步的，所述步骤J中若有多个优化解与样本点之间的最小距离同为最大，则选 择对应的风阻系数计算值与样本点对应的风阻系数计算值间差值的最小绝对值大的作为 增加点一。 进一步的，所述步骤K中若有多个优化解对应的风阻系数计算值与样本点对应的 风阻系数计算值间差值的最小绝对值同为最大，则选择对应的优化解与样本点之间的最小 距离大的作为增加点二。 相对于现有技术，本发明所述的基于自适应代理模型的汽车风阻系数优化方法具 5 CN 111597631 A 说　明　书 3/4 页 有以下优势： 本发明所述的基于自适应代理模型的汽车风阻系数优化方法在保证精度的前提 下，减少复杂的真实仿真模型的调用次数，提高汽车风阻系数优化效率，节约时间成本，缩 短研发周期。对设计者的工程经验要求较低，在一定程度上节约人力资源成本，降低研发费 用。 附图说明 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： 图1为本发明实施例所述的基于自适应代理模型的汽车风阻系数优化方法流程 图。