骑行运动的热度持续高涨，气动性能已逐渐成为高性能公路车的核心竞争力，开发低风阻车型对骑行者体能管理与成绩提升至关重要。工程师在设计初期需精细优化管架、轮组等关键截面，借助CFD工具可大幅加速设计进程，直观呈现管架间流动相互作用，为车架结构布置提供可靠支撑。

DIMAXER软件为公路车气动性能开发打造了完整的仿真解决方案。软件的Quad Remesher 工具能高质量完成管架类结构前处理，浸没边界方案则可轻松完成线管、水壶、码表等骑行附件的准备工作。高精度LES求解器仅需桌面级游戏显卡即可驱动，既可满足小型工作室的低成本需求，也能适配大型设计中心的规模应用，大幅节省高昂的风洞试验成本，让设计人员更专注于车架气动性能的优化升级。

本案例聚焦整车风阻功率水平，同时依靠DIMAXER软件高阶算法的精度优势，在使用较少网格的情况下，即可实现对于轮组和车架管系尾迹的精细预测。

01 计算模型

本案例选用AeroBike模型作为基础模型，主要保留了车架、轮组和座椅作为气动表面。

在运动模拟方面，采用DIMAXER的静态浸没边界方法模拟轮胎与地面接触，轮圈部分采用指定壁面速度的方法来实现轮胎旋转模拟。

02 网格方案

• 面网格方案：

使用DIMAXER Quad Remesher工具，对管架类结构的面网格快速完成四边形重构，高效提升网格质量。

实操演示

采用拉伸Quad Remesher表面形成的非结构六面体提高近壁面解析度。

• 体网格方案：

采用近壁面非结构六面体＋远场Overset重叠网格的组合策略，兼顾壁面流场细节与远场计算效率，实现高精度网格适配。

计算域尺寸设置：考虑到车架结构纤细、流动模式接近柱体绕流的特点，采用较小的计算区域，并搭配八叉树网格的快速尺寸过渡策略，在控制计算成本的同时，保障流场模拟的合理性。

计算域设置

计算域网格：通过多块加密方法，对业界主要关注的前叉、头管、轮组及其下游区域进行额外加密，捕捉这些关键部位的气动流场细节，以保障整车风阻功率等核心指标的求解精度。

计算域加密设置

计算域网格

03 计算设置

• 求解器：4阶精度不可压求解器(DIMAXER QNS K3)
• 求解规模：体单元数为244W，在四阶精度下约1.6亿求解点，首个求解点对应Y+约为5
• 计算资源：4张NVIDIA RTX4090显卡，物理时间推进十个流动周期（10*平均管架弦长/自由来流速度）耗时约25小时
• 物性参数：动力粘度为常数1.716e-5N·s/㎡，密度为1.184kg/m³
• 边界条件：速度入口10m/s(36kph)，压力出口(101325Pa)，非滑移壁面，地面指定壁面切向速度，轮组壁面指定壁面角速度，Re_Avg_FrameSpan=6.9e4
• 初始条件：速度为10m/s的均匀初场，密度为1.184kg/m³，压力101325Pa

04 计算结果

4.1 在气动阻力数据稳定后进行采样，并统计各部件在阻力方面的贡献。

无地面模拟时，总气动力时序数据（均匀初始场）：

增加地面模拟后，对于浸没边界地面以下部分气动力的处理及最终总功率数据：

将总压系数较低的曳力区域可视化：

杆系间流动相互作用的精细求解：

4.2 与使用相同网格分辨率的某RANS方法软件的计算结果进行对比

DIMAXER在表面几何精度上具有明显优势，采用Quad Remesher生成的壁面单元很好地保留了壁面特征，得益于高阶算法，可以在相同网格分辨率下求解出更多的流动细节，提高流动空间分布预测的准确性。

DIMAXER保留了大量的流动细节，对于前叉等关键位置的分离判断上DIMAXER计算出更大的流向压力梯度和更窄的分离区，这与一些公开的风洞试验结果非常接近。

4.3 关键截面总压及相对速度预测

车把1/2宽度截面速度场

过轮心水平截面总压系数分布