计算机模拟准确地模拟移动的汽车
莱斯大学和东京早稻田大学的流体动力学专家已经开发出他们的计算机模拟方法，可以准确地模拟移动的汽车，一直到滚动轮胎周围的流动。
结果在视频中供所有人查看 由 James F. Barbour 机械工程教授 Tayfun Tezduyar 实验室的研究助理 Takashi Kuraishi 制作。
“他一直在提高计算的复杂性，从一个独立的轮胎开始，现在拥有汽车的其余部分，”Tezduyar 谈到 2020 年加入莱斯实验室的 Kuraishi 说。
该视频还展示了 NURBS 曲面到体积引导网格生成方法的功效，该方法由 Tezduyar 和 Takizawa 共同领导的高级流动模拟和建模团队开发，用于模拟复杂几何对象周围和通过的流动动力学。 NURBS 代表 Non-Uniform Rational Basis Splines，一种描述 3D 形状并提供涉及此类形状的流体和结构力学问题的计算分析的数学技术。
使模型复杂化的是轮胎与道路接触并在滚动时变形。 “我们正在处理接近实际的汽车和轮胎几何形状，”Tezduyar 说。
上个月在计算力学杂志上发表了有关方法和汽车模拟的详细描述 .从那时起，Rice-Waseda 团队制作了视频，让插图栩栩如生。
“了解汽车及其轮胎周围的气流行为将有助于更好地了解它们的空气动力学性能，”Kuraishi 说。 “这种复杂的模拟对于在设计和性能评估中提供现实的解决方案和可靠的答案非常重要。”
Tezduyar 的实验室还为美国宇航局的猎户座太空舱模拟了回收降落伞，他说近年来 NURBS 在计算分析中的使用急剧增长，通过降低建模系统所需的网格点数量来结合效率和准确性。将网格视为围绕对象的流体网（如空气），网格点位于 3D 元素中。当物体移动时，点和元素也会移动。
在移动汽车的一个模型中，使用 NURBS 进行的计算流分析以大约 110 万个点实现，是常规方法中使用的数量的一小部分，同时保持其准确性。 Tezduyar 说，这也降低了计算成本。
“我们在汽车和轮胎周围有一个 3D 网格，在轮胎表面附近有更多的点，以便在更重要的地方获得更高的精度，”他说。 “随着轮胎旋转，点和元素随之旋转，但问题是随着轮胎旋转，轮胎下方移动的元素会塌陷——这是其他方法无法处理的。我们的方法可以，这是获得准确模拟的关键。”
“随着时间的推移，自然会考虑新的轮胎设计或改进，”他说。 “轮胎制造商在投资生成原型之前进行此类模拟将非常有益，因为这将为他们提供有关轮胎周围空气动力学的全面而详细的数值数据，而这些数据很难以任何其他方式获得。 ”
传感器