【AICFD案例教程】汽车外气动-AI加速

AICFD是由天洑软件自主研发的通用智能热流体仿真软件，用于高效解决能源动力、船舶海洋、电子设备和车辆运载等领域复杂的流动和传热问题。软件涵盖了从建模、仿真到结果处理完整仿真分析流程，帮助工业企业建立设计、仿真和优化相结合的一体化流程，提高企业研发效率。

一、概 要

1）案例描述

AI加速是软件的特色模块之一，通过特有的加速算法，加速仿真过程，提高仿真效率；本案例针对某简化实车车型，在车速为40m/s时进行了汽车外流场的数值加速与非加速模拟，并通过云图以及具体数据对比两者的结果差异。

2）网格

整体网格为四面体网格单元为主的非结构网格，网格数量244万。

图1-1 网格模型

3）计算条件

入口速度：40 m/s；出口静压：0Pa；湍流模型：SST k-omega；介质：25°空气。

二、工程设置

1）打开工程

① 启动AICFD 2023R2；

② 选择文件>打开，打开工程，选择已创建的汽车外流场分析工程文件car.aicfd，如下图所示。

图2-1 打开工程文件

2）参数设置

① 双击 求解>求解控制，勾选智能加速选项，启动AI加速；

② 终止步数输入4800，加速和预测步数均采用默认设置，如下图所示，单击应用确认参数。

图2-2 启动AI加速

图2-3 设置AI加速求解参数

三、求解设置

1）求解设置

选择菜单栏 求解>求解>直接求解>并行，开始计算。

图3-1 运行求解器

图3-2 选择求解模式

四、加速参数说明

1）加速参数说明

① 智能加速：AI加速启动选项；勾选此选项，启动AI加速；

② 起始步数：加速起始步数；也就是说从100步开始进行AI加速；

③ 步数&预测步数：加速间隔和预测步数；也就是说每5步进行一次预估8步，然后跳步计算；

④ 终止步数：终止加速步数；也就是说加速到4800步后不再进行加速，直到最大步数5000计算完成。

图4-1 加速参数说明

五、后处理对比

1）结果对比

① 以下算例不加速和AI加速均采用2 cores，并行计算；

② 计算完成后，对加速前后的计算时间进行对比，可以看出加速后计算相同迭代步数时间缩短50%。

图5-1 计算时间对比

计算完成后，对残差曲线进行对比，可以看到开启加速后的曲线与非加速曲线在相同区间内震荡。

图5-2 残差曲线对比

计算完成后，对加速前后的汽车表面压力分布进行对比，可以看出两者表面压力具有相同的分布。

图5-3 汽车表面压力分布对比

计算完成后，对加速前后外流场中心界面压力分布进行对比，可以看出两者表面压力具有相同的分布。

图5-4 外流场中心截面压力分布对比

计算完成后，对加速前后的汽车迎风方向总压力和总摩擦力进行对比，通过比对计算得出汽车表面阻力误差不超过8%。

图5-5 汽车迎风方向总压力和总摩擦力对比