跟着核算机功能的不断进步，CFD 软件逐步成为工程师的常用东西，在产品开发的初期就建立规划方案。今日所面对的应战是怎么更好地运用这些软件，以及由谁运用。
“大约十年前，咱们要说服人们信任CFD 及仿真能够带来价值。今日，CFD 现已成为轿车行业中遍及运用的东西，运用于整个轿车开发流程的各个阶段，”福特公司热体系及空气动力体系工程以及核算机辅佐工程主管Burkhard Hupertz 博士说道。他所领导的团队首要担任新车空气动力学及动力总成冷却规划的虚拟优化及验证作业。
一项老练的技能一旦能够带来牢靠的成果就能够得到广泛的运用。“在车辆底子空气动力学规划及车辆外形及底部规划优化方面所选用的办法现已十分老练了，”他说道。因而，人们对CAE技能在开发流程中所发挥的作用的期望也发生了巨大的改动。曾经，CAE 首要用来评价规划提案的可行性。“今日，由于规划参数数量的很多添加，人们期望CAE 能够协助推进整个车辆的开发流程。”Hupertz 说道。
为了到达这个意图，福特公司正在制定新的开发流程——怎么更好地通过CFD 软件来确认车辆规划中最重要和最有依赖性的参数。Hupertz 以为根据CAE 的试验规划（DOE）是最佳的处理方案。DOE 能够让工程师对很多的有关车辆造型和体系功能的规划参数的作用进行深化探究。对怎么运用几百次的测验运转有具体规划的优化软件包是要害。此外，还有一个要害要素是杂乱的变形东西，能够协助规划人员知道怎么对车辆造型做出改善。终究， “咱们在用户友爱界面方面投入了很多精力，这样规划人员和作图人员就能够了解并直观地了解空气动力学工程师想表达的意思，”Hupertz 表明。
新车型，新忧虑
CFD/CAE 软件开发和处理方案供货商CD-adapco 公司道路交通总监Frederick Ross 指出，跟着CFD 软件仿真技能的开展，其所服务的商场也在不断开展和改变中。他以为电动轿车和电动轿车相关技能都是现在十分重要的规划目标。动力运用和办理对电动轿车和各种混合动力车来说都是十分重要的一项作业。有用的空气动力学规划对这些车辆来说就意味着冷却体系阻力、翻滚阻力、风阻（Cd）以及传动丢失的削减。“人们为进步车辆燃油经济性费尽心机，事实上是包括了一切这些范畴的一个全体作业。”他说道。
在这些剖析中，体系仿真和互相的交互与独立的空气动力学剖析相比较来说愈加重要。他举例来说，2007 年，公司从头规划了STAR-CCM+ 代码， 其意图是为了更容易地完成对体系仿真的剖析。“这才是完成最佳规划的推进要素，而不仅仅是流体力学，”Ross 解释道。STAR-CCM+ 包括机械张力、热传递以及空气声学，此外还有其他一些物理范畴。STAR-CCM+ 还有一个耦合求解器，能够处理多个物理范畴的问题。
开发流程自身是一个耦合体系，包括风洞测验和CFD 仿真。“今日一切大型轿车制造商每天都针对空气动力学进行仿真和风洞试验，”他说道。风洞试验选用近似模型，与仿真差不多，只不过模型不同罢了。一旦原型和相关部件制作好，风洞试验发生的成果更快。相比较来说，仿真能够进行一些通过物理办法永久无法完成的规划测验。此外，仿真还能够对成果完成可视化， 而这些或许通过物理数据底子无法完成。“这两种办法形成了完美的互补。”Ross 表明。
他还指出他的客户提出需求更多的优化处理方案， 能够最大化地运用他们所做的仿真。该公司不久前收买了Red Cedar 公司，后者具有一套产品，能够通过其专有的SHERPA 算法对规划进行优化。
在产品答应方面，考虑到一些用户并不是一向有仿真的需求，CD-adapco 推出了Power-On-Demand 答应办法，每个事例并不约束软件内核的运用次数。而对优化研讨来说，客户一般一起运转多个仿真使命。针对这种需求，CD-adapco 公司的Power Tokens 产品能够让用户运转一个大型仿真使命，也能够运转多个小的使命。
ESI 北美公司工程总监Mark Doroudian 以为核算才能的进步使高保真CFD 的运用成为或许。“对车辆周围噪音仿真来说，咱们在爱好区邻近选用1-2mm 的网格单元尺度，为了缩短周期时刻，能够通过Linux 集群体系进行核算，”他表明。而对车辆周围的流体结构仿真来说，网格区分能够准确到5-10mm，终究模型能够包括8000 万个单元，乃至更多，而这对今日的核算机来说也垂手可得。
针对大多数车辆尺度问题，包括造型及引擎盖内流体力学仿真，ESI 通过OpenFOAM 软件来完成。这是一款开源CFD 求解器，由OpenCFD 公司创立，由OpenFOAM 基金会发布。OpenFOAM 选用有限体积法， 首要用于求解操控天然活动的偏微分方程，如纳维- 斯托克斯方程（Navier-Stokes equation）。Doroudian 指出轿车工程师选用OpenFOAM软件用于多个体系的开发， 包括温度操控、造型空气动力学、飞翔引发轰动声学， 以及发动机相关体系开发，比方进气和排气歧管规划及焚烧仿真。
高保真CFD 仿真之所以得到广泛运用，首要得益于核算机范畴多核处理器核算才能的进步。用户乃至开端运转那些触及很多运算、不稳定且随时刻改变的流体力学规划方案。据Doroudian 表明，由于大多数答应模型触及的费用与处理器的数量是成正比的，一些较大的问题需求几百个同步运转的处理器，费用往往十分贵重。“这便是敞开源OpenFOAM 的优点地点，由于是免费的，所以不论问题有多大，你都能够自由地运算。你还能够运转几千个处理器，也不会发生额定的答应费用，”他解释道。OpenFOAM 是ESI 集团旗下全资子公司。
Doroudian 还指出其轿车客户更需求在作业流程方面的协助，而不是愈加先进的物理特性。“他们需求进步作业效率的办法，”他解释道。这包括一系列的过程，首先是宣布有关CAD 模型的信息，为CAE 做好预备。然后，用户需求创立网格并在运转之前对模型进行预处理。终究一步是对成果进行可视化。他表明其客户对敞开源处理方案特别偏好， 因而他们还供给了DAKOTA 优化东西箱。这也是一种敞开源代码，由桑迪亚国家试验室开发，供给许多有关规划优化、参数估计及敏感性剖析等方面的剖析办法。
Altair 公司在进步轿车空气动力学开发作业流程和周期时刻方面选用了愈加直接的办法，推出了HyperWorks 虚拟风洞（VWT）处理方案。该软件对作业流程进行了简化，用于风洞仿真。VWT 于2013 年10 月发布，根据Altair 公司的CFD 求解器AcuSolve，能够完成主动网格区分，还能够主动生成定制的成果陈述。“该产品包括一些高档物理特性，比方旋转轮胎、散热器模仿和流体结构交互等，” 该公司CFD 处理方案总监Marc Ratzel 指出。用户通过简略的GUI 界面预备好模型和边界条件，在通过核算之后，VWT 生成%&&&&&% 陈述。车轮、扰流板和散热器需求进行特定的仿真，还带有鼠标和虚拟模型浏览器。模型输入为核算外表网格，以Nastran 格局界说。
