太陽能電動車車身設計及數值模擬

董靜 茍春梅 孫華偉

新疆交通職業技術學院 新疆烏魯木齊市 831401

注重太陽能電動車車身設計及數值模擬分析，有利于保持其車身良好的實踐應用效果，促使太陽能電動車的應用價值得以提升，并增加其應用過程中的經濟與社會效益。因此，需要結合太陽能電動車的實際情況及實踐中的形勢變化，給予其車身設計及數值模擬更多的關注，且將相應的研究工作落實到位，促使最終得到的太陽能電動車車身設計方案更具合理性，進而為其應用范圍擴大打下堅實的基礎。

1 重視太陽能電動車車身設計的價值所在

實踐中為了使太陽能電動車車身設計工作得以順利開展，并健全其設計方案，則需要對重視這類電動車車身設計的價值所在有所了解。具體表現為：（1）重視太陽能電動車車身設計，有利于提高這類電動車行駛中的能量轉化效率，從而實現對太陽能的高效利用，促使這類電動車的應用范圍能夠逐漸擴大；（2）重視太陽能電動車車身設計，能夠為其車身實踐作用效果增強提供保障，促使太陽能電動車應用過程中有著良好的車身，并增加這類電動車應用中的經濟效益；（3）重視太陽能電動車車身設計，能夠為其市場份額的增加提供相應的支持，并豐富這類電動車設計方面的實踐經驗。

2 太陽能電動車車身設計

為了保持太陽能電動車應用過程中良好的車身狀況，則需要考慮其有效設計，并落實好相應的設計工作，促使最終得到的車身設計方案有著良好的應用價值。實踐中在進行太陽能電動車車身設計工作時，可從以下方面入手：

2.1 設計中所要考慮的要素

在太陽能電動車車身設計方案形成中，需要考慮相關的要素，避免影響這類設計方案的實踐應用效果。具體的要素包括：（1）基于太陽能電動車的車身設計，需要設計人員能夠根據與時俱進的發展要求，將豐富的實踐經驗、創新理念等融入到這類電動車車身設計中，促使其設計方案有著良好的適用性；（2）在太陽能電動車車身設計過程中需要設計人員能夠保持良好的責任意識，并從設計成本經濟性、設計方案可行性等方面入手，針對性的開展這類電動車的車身設計工作，從而得到理想的太陽能電動車車身設計方案；（3）若太陽能電動車車身設計中存在細節問題，則設計人員應及時處理，避免影響這類電動車行駛過程中的光電轉化效率，從而實現對太陽能的高效利用，并保持該電動車良好的車身設計工況。

2.2 實踐中的車身設計要求

太陽能電動車車身設計中應了解與之相關的設計要求，從而豐富其設計方案內容。其在實踐中的車身設計要求包括：（1）控制好車身設計尺寸，并使其設計成本有著良好的經濟性；（2）滿足駕駛員的視野要求：駕駛員的眼睛離地距離不少于70cm；在正常駕駛狀況下，駕駛員在不借助于任何外力的情況下，應保持良好的視線狀況，并對太陽能車的整體結構進行合理的設計或改進，以使得駕駛員能夠很容易地看清道路和交通情況；（3）通過對乘坐舒適性、經濟實用性、光電轉化效率等方面的考慮，且在空氣動力學、能量采集等理論知識的配合作用下，逐漸完善這類電動車車身設計方案。同時，太陽能電動車車身設計中也應考慮安全性、車輛行駛平穩性等設計要求，促使其設計工作開展更加科學。

2.3 實踐中的車身設計要點分析

（1）車身總體設計。基于太陽能電動車的車身設計，需要重視其總體設計，從而為其設計方案的形成提供參考依據。在這類電動車車身總體設計中，應做到：注重新工藝使用，并通過對抗沖擊效果好、抗變形能力強、質量小、耐腐蝕性效果好等要素的考慮，加強玻璃鋼這類材料使用；通過對機械工程學要素、人機工程學要素、流體力學要素和造型美學要素的綜合考慮，確定有效的太陽能電動車車身總體設計方案，從而為其后期的設計工作開展提供科學指導。

（2）造型設計。通過對太陽能電動車車身設計要求的考慮，為了使良好的審美觀及思想內容能夠在高度的藝術技巧作用下可以在車身設計中表達出來，并保持這類電動車車身良好的設計效果，則需要落實好其造型設計工作。在此期間，應做到：以藝術方面的表現手法從造型動感、整體感、光學效果、色彩效果、特色性等方面入手，針對性的進行車身造型設計，確保太陽能電動車實踐應用中的造型效果顯著；太陽能電動車造型設計中設計人員應注重自身藝術思維意識的強化及表現手法的靈活使用，促使最終得到的造型設計方案能夠達到這類電動車的車身設計要求。同時，需要在太陽能電動車車身造型設計中通過對空氣動力學理論知識的合理使用，促使流線型化的車身能夠應用于這類電動車，進而減少阻力對太陽能電動車行駛中的影響，保持其良好的車身造型設計效果。

（3）概念設計。太陽能電動車車身設計中通過對概念設計方式的合理使用，能夠豐富其設計內容，并給予其設計方案不斷完善相應的支持。在這類電動車車身設計中進行概念設計中，需要考慮車身在光電轉化過程中所發揮的作用，進而將其概念設計工作落實到位，促使最終得到的太陽能電動車車身設計方案有著良好的應用價值，給予這類電動車實踐應用中的功能完善科學保障。

3 太陽能電動車車身數值模擬

通過對太陽能電動車車身的有效設計，需要在數值模擬的作用下，對其設計效果進行科學評估，了解這類電動車車身空氣動力學特性，進而為太陽能電動車應用價值的提升提供保障。實踐中進行太陽能電動車數值模擬分析時，可從以下方面入手：

3.1 注重車身流動模擬模型的構建與使用

在對太陽能電動車車身空氣動力學特性進行分析時，需要通過對與之相關的流動模擬模型的構建與使用，進而為車身數值模擬后續研究工作開展打下基礎。實踐中構建這類電動車車身的流動模擬模型時，應做到：（1）通過對牛頓流場速度、壓力分布等要素的充分考慮，結合豐富的實踐經驗、專業理論知識等，在計算機室三維空間中構建出太陽能電動車車身流動模擬模型，確保該模型作用下的車身數值模擬分析有效性；（2）當太陽能電動車車身流動模擬模型構建完成后，則需要對該模型加以使用，從而得到實踐中所需的車身數值模擬分析結果，進而為這類電動車車身日后優化設計工作開展提供參考信息。

3.2 車身相關的其它模型構建與使用

在太陽能電動車車身數值模擬分析中，也應注重其幾何模型與物理模型的配合使用。具體表現為：（1）在計算機網絡ANSYSICEM-CFD軟件的支持下，通過對車身擋板、車輪處凸臺等要素的考慮，構建出車身幾何模型并加以使用；（2）車身物理模型構建過程中，需要結合實際情況，在計算機三維空間中對太陽能電動車行駛中受到的氣流影響進行模擬分析，進而構建出其車身物理模型并加以使用；（3）當車身幾何模型與物理模型構建完善后，為了發揮出數值模擬的應用優勢，則需要進行計算網格劃分，確保車身數值模擬結果準確性。在此期間，需要做到：注重ANSYSICEM-CFD軟件的合理使用，確保車身數值模擬分析中的計算網格劃分有效性；在軟件界面中應導入建立好車身幾何模型及物理模型，且有效的計算域中將多余的線刪除，從而降低車身數值模擬分析中計算網格塌陷問題出現的概率。

3.3 車身數值模擬結果探討

通過對ANSYSICEM-CFD這一網格劃分軟件的合理使用，可得到有效的太陽能電動車數值模擬結果。具體包括：（1）若太陽能電動車車身設計中的阻力系數考慮不充分，使其有所偏高，則會影響行車舒適度、安全狀況等，需要落實好相應的車身優化設計工作；（2）在空氣動力學、能量守恒定律等理論知識的配合作用下，若能設計出風阻小、動力性及經濟性良好的車身，則能增強太陽能電動車實踐應用效果，滿足其科學開發要求。

4 結語

綜上所述，在有效的車身設計及數值模擬的作用下，有利于保持太陽能電動車良好的應用工況，并為這類電動車日后的車身設計工作開展積累豐富的實踐經驗。因此，未來在開展太陽能電動車方面的研究工作時，需要給予其車身設計及數值模擬更多的關注，并對最終得到的設計方案的實踐作用效果進行科學評估，從而滿足太陽能電動車的長遠發展要求。與此同時，應提升對數值模擬在太陽能電動車車身設計方面應用重要性的認知水平，促使其設計工作開展更具科學性。