[发明专利]一种汽车车身低阻低噪协同设计优化方法

权利要求书

1.一种汽车车身低阻低噪协同设计优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，分别建立可靠的车身外形尺寸与气动阻力和气动噪声近似模型；

步骤2，对步骤1中建立的近似模型进行单目标优化，将获得的最优阻力系数和声压级下的作为多目标优化时的边界设定依据；

步骤3，构建车身低阻、低噪协同优化数学模型；

步骤4，构建协同优化基本框架；

步骤5，利用优化算法进行迭代优化，最终得到在最大限度保证原车型美学造型特征条件下的低阻、低噪协同下的最优汽车车身造型；

其中，步骤1还包括以下步骤：

建立样本点集与约束：首先根据待优化的具有美学特征的汽车车身，建立车身样本点集：X₁＝{X₁₁，X₁₂，……X_1m}和X₂＝{X₂₁，X₂₂，……X_2n}；

根据汽车车身几何参数设计标准及该车型某些硬点约束分别确定两个特征点集的上下限a≤X_1i≤b和c≤X_2j≤d；

在硬点条件约束下，进行试验设计，即改变汽车车身几何造型特征点X_1i、X_2j，构造新的汽车车身造型，分别应用计算流体力学CFD软件计算新汽车车身的气动阻力和气动噪声，构建起气动阻力和气动噪声在特征样本点上的在空间分布，得到各样本点处气动阻力系数和气动噪声声压级的响应值；

误差样本点剔除和添加；

根据各样本点和样本点响应值，构建拟合函数即近似代理模型；

可靠性分析。

2.如权利要求1所述一种汽车车身低阻低噪协同设计优化方法，其特征在于：所述的建立车身样本点集与约束，即选择车身造型特征点集X₁和X₂作为设计向量，其中造型特征点集X₁和X₂中分别包含与气动阻力和气动噪声有密切关系的主要特征造型几何参数；所述的约束是根据汽车车身设计标准及待优化车型所必须具备的硬点确定约束条件。

3.如权利要求1所述一种汽车车身低阻低噪协同设计优化方法，其特征在于：构建车身低阻、低噪协同优化数学模型，

max:f(X)=M|Cd-Cd0Cd0|+N|dB-dB0dB0|]]>

其中，X为车身特征点参数向量，包括特征点集X₁和X₂，表征车身不同外形特征，Cd₀和dB₀是原车身气动阻力系数和声压级，而Cd和dB是优化过程中的中间变量，M和N分别为阻力和噪声学科的权重系数，且M+N＝1。

4.如权利要求1所述一种汽车车身低阻低噪协同设计优化方法，其特征在于：构建协同优化基本框架，R₁＝(X_1i-X_1i0)²+(Cd-Cd₀)²，R₂＝(X_2j-X_2j0)²+(dB-dB₀)²，R₁和R₂在系统级为约束，在子系统级中属于优化目标，可以保证优化过程中各参数的一致性，(X_1i-X_1i0)²和(X_2j-X_2j0)²表示汽车车身造型参数相对于原车型造型参数变动量，Cd₀和dB₀是原车身气动阻力系数和声压级，而Cd和dB是优化过程中的中间变量，Cd的取值范围是0.1≤Cd≤Cd₀，dB的取值范围是75.0≤dB≤dB₀，(Cd-Cd₀)²和(dB-dB₀)²分别表示改变造型后气动阻力系数减小量和气动噪声降低量，为了保证最大限度的保留原始汽车车身美学造型风格，又能兼顾减阻和降噪的需要，子系统级优化目标设计为MinR₁和MinR₂；X₀为系统级参数向量X的初始值，由阻力和噪声两子系统的优化参数向量X₁和X₂的并集组成，并且满足于两系统有公共的优化参数；a、b、c、d分别代表两子系统优化参数的上下限，不同参数约束范围不一，约束边界单位是毫米。