全新标致9X8 hypercar，与达索系统纵享虚拟孪生

Peugeot Sport      

   

在超跑比赛中，速度和空气动力学性能是相辅相成的。赛车的空气动力学性能越强，行使速度就越快。在法国勒芒24小时耐力赛的直道上，参加2023年顶级超跑比赛的车手时速远超330公里。在争夺领奖台席位的参赛车队中，Peugeot Sport凭借其标致9X8混动hypercar重返期待已久的勒芒赛场。标致9X8以其光彩夺目的设计在赛道内外吸引了众多关注，其将创新的空气动力学性能与造型设计完美结合，赋予赛车独特、时尚的轮廓。

在许多方面，标致9X8代表了将创意自由与先进技术完美结合的无限可能。新法规允许Peugeot Sport的工程师在达到超级跑车的指定性能水平时跳出原有的设计壁垒进行思考，使他们能够专注于赛车的智能空气动力学性能。至关重要的是，他们可以先在虚拟世界中测试和验证其构思的各个方面，从而节省大量的时间、成本和资源。在实际制造赛车的单个组件之前，标致9X8就已经存在于3DEXPERIENCE®平台的虚拟环境中，工程师利用其先进的设计和计算流体力学（CFD）仿真功能对他们的构思进行精细调整，并对赛车的主要特征进行定义。

Peugeot Sport技术总监Olivier Jansonnie表示：“当设计一辆赛车时，通常不会在性能与造型之间做出妥协。新的勒芒塞规（LMH）限制了性能，因此一旦我们满足了这些目标，就可以腾出时间专注于美观性，从而打造出一款与众不同而又美轮美奂的赛车。标致9X8在工程与设计、创意与性能之间取得了精妙的平衡，这在很大程度上得益于3DEXPERIENCE平台的强大功能和灵活性。重点关注数字化转型方法使我们能够采用全新的思维方式，创造出前所未有的产品。” 

标致9X8遵循最新的LMH技术规则，该规则支持设计和技术的多样性，同时通过控制成本和性能指标提供公平的竞争环境。这让标致运动Peugeot Sport在创意过程中能够获得更多的自由度。

Jansonnie表示：“我们很快就认识到，达到性能水平并不是一项很大的挑战，这开辟了一种新的工作方式。我们的愿景是通过标致9X8推动电动汽车和技术的发展，并确保这款车能完全代表标致品牌。”

为了达到指定的LMH性能指标，每辆参赛的超级跑车都必须在瑞士的同一风洞设施中进行测试和审批（认证）。这意味着Peugeot Sport需要更多的使用CAD和仿真工具进行赛车的虚拟开发，而不仅是依靠物理测试。

Jansonnie指出：“很明显，小规模的制作样车原型，并进行风洞测试对我们来说并不是理想的解决方案。我们决定采用一种更加灵活的数字化方法，该方法允许对赛车进行更大范围的修改。这也是我们与达索系统合作并在3DEXPERIENCE平台上采用SIMULIA最新仿真功能的主要原因。我们需要加快开发流程，并运行先进的空气动力学仿真，以便探索更多的设计选项。”

Olivier Jansonnie

Peugeot Sport技术总监

由于3DEXPERIENCE平台中CATIA和SIMULIA之间的无缝连接，团队能够轻松的查看仿真结果，并将气动友好的造型特征反馈到赛车设计中--这种方法在行业中被广泛使用，并称为设计仿真一体化（MODSIM）。

Jansonnie表示：“我们使用CATIA进行设计，生成曲面，对模型进行网格划分，并运行仿真，然后将这些结果直接反馈回设计环境中。在完整的结构前提下，我们可以了解哪些部件可以更好的作用于流场。部门沟通及交换意见也变得更加顺畅。”

在CATIA中加入不同的设计专业学科（如曲面和机械设计）可支持这一迭代流程。设计时既要确保结构上的稳健，又要尽可能实现轻量化。为了平衡这两个要求，于是使用了一种高性能材料方案。

Peugeot Sport的机械设计师Thomas Orlier表示：“在曲面设计方面，我们以空气动力学为主导，在考虑它们的厚度和其承受空气动力学载荷能力的情况下，我们将其转化为实际的零部件。使用数字模型代表整辆赛车有助于我们尽可能高效地做出明智的决策。”

参与该项目的每个人，包括车间人员在内，都有机会查看赛车的最新3D模型并发表自己的意见。

Le Fur表示：“我们希望每个人都能感受到被邀请到赛车的设计中，所以能够考虑他们的想法和评论真的很重要。这有助于不同的团队了解我们是如何做出某些设计决策的以及为什么这么做。”

此外，这种连续的工程循环对于整合车手的反馈也至关重要，尤其是在赛车的空气动力学平衡方面。工程师必须考虑个人驾驶偏好，并找到最佳设置。

标致道达尔（TotalEnergies）车队车手尼科·穆勒（Nico Müller）表示：“如果我们在车头和车尾之间保持良好的平衡，驾驶起来就会更加愉悦。如果驾驶舱向前移动2%到3%，赛车就会变得难以驾驭。如果太靠后，就会产生很严重的转向不足问题。工程师得出的仿真结果与我们在赛道上的感受具有很好的关联性及一致性。如果工程师说，“这是我们认为赛车性能最好的配置’，那么现实中也应是如此。”

↑ Peugeot Sport在3DEXPERIENCE平台上使用SIMULIA PowerFLOW来优化标致9X8的性能，并在虚拟环境中定义其空气动力学特征。

标致汽车对达索系统的解决方案非常熟悉。该公司是其CATIA设计应用的长期用户，用于整个集团所有汽车的研发。此外，其还拥有使用SIMULIA PowerFLOW技术进行CFD测试，以及使用SIMULIA Simpack进行多体仿真的经验。然而，由于只有几个月的时间来开发终极耐力赛车，Peugeot Sport需要高级空气动力学专家的支持。

Jansonnie表示：“我们对SIMULIA的强大功能深信不疑，并且深谙其将是开发赛车空气动力学的最佳解决方案。然而，距离我们上次参加耐力赛已经过去了八年，因此我们需要放下一切重新开始，并且我们没有时间组建一支全新的空气动力学团队。达索系统为我们提供了虚拟孪生即服务方法所需的完备专业技术。”

这是一种非常纯粹的合作伙伴关系。达索系统的仿真专家是标致汽车设计团队的重要组成部分，他们直接参与了标致9X8的日常开发。他们利用自己丰富的经验和专业技术，帮助指导赛车的空气动力学设计，进行虚拟风洞设置，并确定汽车的未来开发计划。

Jansonnie表示：“SIMULIA技术非常高效，但使用该应用的方法和人员也同样重要。如果您不知道如何正确使用它，可能就会浪费很多时间。在达索系统解决方案的支持下，从项目的第一天起，我们就可以开始从仿真中提取结果。”

双方通过云端3DEXPERIENCE平台，持续的进行数据交互和意见反馈。对于一支经常出差的赛车团队而言，能够基于云端，进行安全的数据访问是非常重要的。

Jansonnie表示：“界面非常简洁，易于使用和理解，我们可以查看仿真结果并获取我们所需的信息。直接在云端访问结果并进行远程会议成为了一件非常便捷的事。值得一提的是，该项目的启动恰逢COVID-19疫情期间，因此我们必须通过线上的方式开展所有工作。这对系统来也说是一个巨大的考验。”

↑ Peugeot Sport 与达索系统携手，大幅提高了标致9X8超级跑车的空气动力学性能

不同于之前的赛规（限制参赛者对赛车空气动力学性能的改造），新的LMH赛规让Peugeot Sport有机会更多地关注赛车的底板。气流通过地面与底板间的间隙时被压缩，从而产生下压力。必须达到一定水平的下压力才能满足性能要求，尾翼有助于实现这一目标。

为了平衡赛车的空气动力学性能，该赛规允许在车头或车尾安装单个可调控的空气动力学装置（AAD）。然而，这也引入了与安装方式相关的多种变体组合。

Jansonnie表示：“借助仿真，我们可以评估AAD系统的无限数量的变体组合。数字化方法意味着我们可以尝试多样化的设计理念，并在几天或几周内获得答案。例如，赛车前部扰流板的高度和形状可能会有所不同。设计、构建和测试多个前部扰流板样件的成本将过于高昂，但在虚拟环境中却完全可行。”

Peugeot Sport和达索系统现已使用SIMULIA PowerFLOW运行了3,000多次CFD仿真，以开发和改进标致9X8。如果创建样车并在风洞中测试，将会耗费大量的时间和资源。Peugeot Sport发现数字化方法更快捷、成本也更低。

Jansonnie表示：“风洞中的测试时间是非常宝贵的。在一次会议中，我们计划测试三个底板，这三个底板的生产制造需要耗时三个月左右。通过“虚拟孪生即服务”在3DEXPERIENCE上使用SIMULIA，我们可以在一天内完成相同类型的分析。这节省了大量的时间和成本。进入风洞后，我们可以使用数值仿真结果来了解物理现象背后的机理。”

Peugeot Sport设计办公室负责人Yann Le Fur补充道：“使用CFD仿真，我们可以不断地测试和改进造型，这是我们单独依靠真实的物理风洞所无法实现的。此外，CFD仿真还有助于我们保持测试条件的一致性，我们可以用统一的方法来测试模型。”

↑ Peugeot Sport 团队在3DEXPERIENCE平台上调整了标致9X8-2024车型的空气动力学性能。（图片由Peugeot Sport提供）

凭借PowerFLOW高精度的仿真结果，Peugeot Sport可以准确地模拟赛车中不同组件和系统之间的相互作用，并在物理测试之前确定其理论性能。这种赛车的虚拟化代表称为虚拟孪生，是创建第一个用于风洞测试的物理全尺寸模型的基础。现在，标致9X8正驰骋在赛道上，并将数据反馈回虚拟孪生模型，以进一步提高性能，指导后续开发。

Jansonnie总结道：“2024年第二代赛车的研发工作正在如火如荼地进行中，其中包括一个全新的空气动力学套件。我们从过往的经验中了解到，空气动力学的发展永远都不会止步，因此继续沿用同一批人员和工具绝对没错。我们对SIMULIA和3DEXPERIENCE平台的高性能和灵活性给予高度评价。几周内，我们就可以完全启动仿真工作。这也是实现该项目快速推进的唯一方法。如果没有这项技术和他们背后的杰出人才，就不会有标致9X8的问世。”

来源：达索系统