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大国重器也!广汽全球首个“三合一”风洞实验室启用!

来源:原创 编辑:admin 时间:2024-06-05 16:55
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  科技广汽,风启未来。近日,广汽“三合一”风洞实验室启用仪式在广汽研究院举行,标志着全球首个集空气动力学、气动声学、热力学于一体的全尺寸风洞实验室正式启用。

  广东省工信厅副厅长陈磊、广州市工信局总经济师陈键华等领导,中山大学副校长郑跃,中国汽车工程学会会士黄向东,广州航海学院党委书记陶韶菁,广州航海学院副校长张劲文,华南理工大学机械与汽车工程学院党委书记雷育胜,中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司党委书记、总经理王建海,同济大学上海地面交通工具风洞中心主任庞加斌等专家,广汽集团总经理冯兴亚,广汽研究院院长吴坚,广汽研究院党委书记罗红霞,以及相关政府部门领导、行业专家、企业代表、媒体代表等出席活动,共同见证广汽自主创新发展新篇章。

  广汽风洞实验室历时8年打造,占地面积4500平方米,是全球首个集空气动力学、气动声学、热力学于一体的整车风洞实验室,也是国内车企首个全尺寸气动-声学风洞实验室,华南地区唯一一个全尺寸风洞实验室,广东省的重大科研装备,堪称“大国重器”。

  目前行业主流的风洞实验室均采用双风洞设计,分别进行气动-声学风洞测试与环境风洞测试,建造成本高,同一车型在进行不同风洞测试时会涉及转场问题。相比而言,广汽“三合一”风洞实验室将空气动力学、气动声学及热力学三大项目整合在一个实验室内,满足全流程研发测试需求,让实验效率更高,也能模拟出更多复杂的环境变量,增加更多的实验可能性,进一步强化自主创新能力。

  风洞实验室根据运动的相对性和相似性原理来模拟车辆的行驶状态,从而进行空气动力学实验。风洞可以产生巨大的人造风,也可以模拟不同的温度、湿度及光照环境,用来测试车辆的风阻、风噪、热力学性能等,为开发出更高性能、更高品质的汽车提供测试条件。

  风洞实验始于航空航天实验测试,在空气动力学领域具有里程碑意义。随着汽车工业的发展,风洞实验也被广泛应用于汽车设计和研发中,尤其对于蓬勃发展的新能源汽车来说,风洞实验显得愈发重要。空气动力学、气动声学等开发均离不开风洞实验,更低的风阻能够降低汽车能耗,带来更出色的续航里程表现,更合理的造型设计能有效降低风噪影响,带来更舒适的驾乘体验。

  汽车风洞实验室应用广泛、优点众多,但其建设和运营成本也极其高昂。目前国内只有同济大学、中国汽车工程研究院股份有限公司、中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司等部分高校、科研院所拥有气动-声学整车风洞实验室,数量屈指可数,在车企尚属空白。大多数车企均依赖上述三家风洞实验室开展实验,存在预约困难、实验排期紧张等痛点。

  广汽风洞实验室的启用,将进一步夯实广汽自主创新基础保障能力,成为广汽加强自主创新、推动高水平科技自立自强的重要利器。同时,广汽风洞实验室旨在打造一个全流程、高精度、可信赖的研发测试平台,为广汽及相关行业的高质量发展持续赋能。

  2019年,广汽概念车ENO.146以风阻系数0.146Cd创造全球低风阻新纪录

  2023年,昊铂GT一举夺得“年度十佳低风阻车型”和“年度十佳低风噪车型”称号

  有了自建的风洞实验室,广汽将进一步提高新车型的研发效率,并降低研发成本。工程师能够快速验证设计方案,对汽车空气动力学、气动声学、热力学性能等进行快速迭代优化,不断降低风阻、风噪、能耗,不仅能更好满足消费者对整车舒适性、高续航和绿色低碳等多元极致体验的需求,也能进一步降低消费者的购车和用车成本。此外,广汽风洞实验室能够模拟更加复杂的环境条件进行整车性能试验验证,确保车辆在极端天气和路况下都能保持良好的稳定性和耐久可靠性。

  “打造一流平台,服务自主研发”是广汽风洞实验室的建设初心,实验室各项关键技术指标均与国际一流风洞实验室对齐,包括主风机系统、天平转盘地面模拟系统、移动测量架系统、全光谱阳光模拟系统等。

  风洞实验室的核心在于风,风洞里藏着一个“巨型风扇”——主风机系统。作为风洞实验室的“心脏”,主风机系统采用轴流式风机作为动力源,由16片碳纤维叶片组成,直径达8.5米,风机最大功率可达2200kW,能产生高达200±0.5km/h的风,并保持超高控制精度。

  此外,广汽风洞实验室的边界层厚度≤2mm,湍流强度≤0.1%,气流偏角≤0.2°,均达到行业领先水准,为车型开发提供非常理想的流场环境。

  在实验过程中,为了精准测量汽车空气阻力、风的干扰力等数据,需要依靠测力天平系统,它就像一台具有极高精度的汽车“体重秤”,分辨率达到±0.05N,可轻松感知与一枚硬币重量相当的气动力变化,准确识别每一个细微造型变化带来的气动力影响。测力天平偏航角位置范围±90°,控制精度±0.01°,支持开展侧风环境下的气动实验。

  精准定位方面,广汽风洞实验室采用六自由度的移动测量架系统,可实现0.5mm的移动定位精度及0.1°的旋转定位精度,可实现实验段三维空间内任何位置的精确定位,定位重复性为±0.1mm,相当于一根头发丝的直径,确保数据重复采集的精准性和一致性。

  热力学测试方面,广汽风洞实验室能模拟20℃-60℃温度和15%-90%湿度的测试环境,可精准模拟实际道路行驶的高温、高湿环境,并可通过32个全光谱灯精准模拟真实的光照环境,辐射强度500W/㎡-1200W/㎡,可模拟出吐鲁番的高照射强度环境、乌云条件下低照射强度环境和通过隧道时无照射环境等。

  广汽风洞实验室能模拟复杂多变的环境,并通过高精度的测量仪器和先进的测试技术,对测试对象进行全面而深入的性能评估,确保车辆在极端天气和路况下的表现都能得到详尽的分析和反馈,从而为工程师提供准确、可靠的数据支持,助力开发出性能卓越、安全可靠的车型,以满足不同消费者的需求。

  风洞实验室也是开展理论研究及前沿技术研究的重要载体。广汽“三合一”风洞实验室具有独特的优势,工程师可以结合大量的车型研发工作,开展空气动力学领域相关的技术创新。

  目前,广汽研究院已启动数字孪生风洞、瞬态风环境模拟及智慧风洞等创新课题研究,后续还将开展更多课题研究,为车型研发提供更加有力的支撑。

  其中,数字孪生风洞是基于广汽风洞实验室的物理结构尺寸及流场参数开发的数字孪生体,仿真结果与风洞实验结果高度一致,可用于风洞实验虚拟验证及性能开发优化工作。

  瞬态风环境模拟可利用典型的道路风环境数据,在实验室模拟车辆道路瞬态环境风工况,在车型研发早期就能准确评估实际道路行驶时的风阻和风噪等特性。

  智慧风洞是以风洞实验为基础,结合信息技术和设备网联技术,打造的多功能、全方位实验室生态圈,实现数据、业务互通和共享,提供数字化解决方案和数字化服务能力。

  此外,广汽风洞实验室将积极推进跨行业合作,探索风洞的更多可能性。实验室不仅能支持乘用车及飞行汽车的实验开展,也能为摩托车、高速列车模型、体育运动装备等提供量化参考和测试支持,具有广泛的应用前景和社会价值。

  大国重器,科技强国。广汽风洞实验室的建成不仅为广汽空气动力学、气动声学、热力学研发提供了有力支持,也展现了广汽在科技创新方面的实力与担当。未来,广汽将以风洞实验室为平台,凝聚自主研发力量,持续创新、不断突破,同时秉持开放共享、协同创新的理念,与业界同仁携手同行,为推动汽车产业高质量发展和科技强国建设贡献力量。

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