数字孪生数字汽车风洞技术研究案例

空气动力学性能是汽车的重要特性，优良的空气动力学性能对于提升汽车的安全性、操控性、舒适性以及能耗经济性都有着重要的意义。作为目前研究汽车空气动力学的两种主要手段，汽车风洞试验与数值仿真有着它们各自的优势——风洞试验具有更高的直观性和实用性，但成本相对数值仿真较高；数值仿真拥有更好的可重复性和灵活的数据处理方式，但其准确性和可靠性低于风洞试验。因此将两者的优势结合、将风洞实验室进行数字化，是一项兼具市场前景与挑战性的研究。北京智汇云舟科技有限公司研发经过6年以上的积累，取得了坚实的技术和产品，拥有'3DGIS+视频融合+时空位置智能（LI）技术首创“实时实景数字孪生”'，自主研发了实时实景孪生①解决方案、②Paas平台、③实时实景孪生虚实融合一体机等产品。 作为目前数字化领域中最有应用前景的技术之一，数字孪生发展迅速，在多个领域应用方兴未艾。

 

（一）案例背景

利用数字孪生方式开展数字风洞建设，将风洞测试技术与CFD技术进行结合，使得在软件中重现风洞试验的流场细节成为了可能。

该项目在为工程师提供更全面的流场信息的同时，也将为挖掘更深层次的车辆空气动力学机理、拓展风洞测试实验能力以及未来的风洞技术升级打下坚实的基础。

（二）系统框架

 风洞-数字风洞数字孪生应用框架模型

（三）案例特点

本案例的主要特点为对中汽中心风洞实验室进行的详尽的建模与数字还原，通过数字孪生技术，在实体风洞与数字风洞间建立起数据映射关系，不断完善数字风洞的物理模型，拓展实体风洞的测量能力限制。

（四）案例成效和意义

虽然目前国内部分风洞运营方已经提出了“虚拟风洞”或“数字风洞”的概念，但具备实体风洞对标能力并得到学术界普遍认可的数字风洞还尚未出现，该研究的先进性与紧迫性不言而喻。

其关键成效在于：

提升数字仿真对标风洞试验的模拟精度

由于引入了特定风洞的流动参数，因此 数字风洞模型也是因风洞而异的，其最大的特征在于考虑了风洞设施自身对于流动的影响，相比于传统CFD仿真，其结果与风洞试验结果相比将更具参考性。

气动声学风洞试验能力拓展（虚拟）

由于设备技术及建造成本上的约束，所有的现实风洞都是“妥协”的，有局限的，无法满足汽车空气动力学研究日益增长的试验需求。通过数字化，可以最大限度的克服风洞的这些局限性，提供超越风洞实际试验能力但准确性和可靠性非常高的准现实虚拟仿真结果。

提升工程服务竞争力，仿真/试验相互促进

目前预估，数字孪生技术将带来年均300-400小时的增量，转化约1000万/年的收入。经过后期多轮与试验数据的对比调试后，利用CFD软件的二次开发接口将研究成果封包转化为插件程序，有选择的提供给风洞试验的大客户。在提升中汽中心空气动力学研发实力的同时，进一步提高工程服务竞争力，形成仿真及试验业务的相互促进的良好局面。