汽车工程手册：使用领域和方法

数字仿真使用领域在过去几年不断扩展。下面较详细介绍标准化的方法，并举例说明它的应用。表10.3-1是产品开发中重要的CAE使用范围一览表和评价CAE的预测品质。

表10.3-1 仿真技术的使用领域和它的预测品质

（续）

注：A—使用中，高的预测品质；B—使用中，还在发展；C—有限使用，方法不完善。

汽车工业中使用的第一个CAE方法是基于有限元的方法，用于优化车身结构的静力学。目前利用有限元法处理结构设计中提出的所有问题，主要是计算与零件（构件）有关的参数：刚度、强度、寿命和连接技术。

在整车上计算的重点是行驶功率、燃料消耗、行驶动力学、减振舒适性、声学和碰撞等参数。底盘运动学按多体仿真（MKS）计算。流动仿真使用范围从空气动力学到发动机气缸内工质流动。零件制造过程仿真对早期规划产品到用CAE法评价产品性能都很重要。因为预先加工材料对抗碰撞性能或对材料强度的影响是大家熟悉的。由于这一原因，金属板件成型仿真和浇注仿真与功能仿真计算联系在一起越来越重要。

1.有限元法

结构的静态载荷引起形状变化，并由此产生应力。这些情况与结构的刚度和支撑条件有关。在有限元模型中，可得到由微分方程组描述的形状变化与应力关系的数值近似解。为此将用有限元讨论零件。将各个有限元相互连接在各个“节点”上，力和力矩传递到各节点上。在计算过程中就可确定各节点的移动和转动，并通过运动关系式和材料定律算出在外力作用下产生的应力。这时根据相邻有限元的值（应力、应变）通过内插可得到它们之间的有限元的值。计算的模型结构可能是梁、杆、薄膜、盘、板、壳等。建模是计算工程师的一大难点。主要的误差源可能是在理想化中（如假设拓扑结构，边界条件，载荷，材料定律），或在离散化中（如选择有限元类型，单元多少，网格质量），另外可能出现的计算误差（如解法、解算器规格）和计算机硬件的影响（如圆整误差、存储器管理）^[3，6，34]。

（1）刚度、强度和寿命　尽可能对汽车的很多构件（部件）进行刚度计算。刚度是由它们的材料性能和几何结构参数决定的。计算零件应力可以修改它的几何形状，以避免应力集中。

经典的例子是根据静态等效载荷计算车身范围的刚度，它是车门和盖（发动机室、行李舱）的计算基础。这时要计算车身静态扭转载荷和弯曲载荷状况，但也要计算车门下沉、车门挤压和盖的空气弹簧载荷状况。从车身的CAD数据，并考虑材料特性数据可得到所需的有限元（FE）模型。在建模时，在早期的项目阶段要将车门铰链、在车身上的柱、车门、后盖车顶框架连同车顶框架范围联系在一起。在建模时要考虑像接触处、摩擦的非线性和增塑作用。除车身外，其他的例子是发动机支架、底盘组成部分，如车桥、转向柱和踏板机构。

周期载荷下的零件寿命由两部分组成：至零件出现工程裂纹时的寿命和接下来的剩余寿命。计算裂纹寿命有很大意义，因为必须可靠避免与安全性有重大关系的零件断裂。

为确定寿命需要零件工作载荷和沃勒（Wöhler）疲劳特性线^[7]。在系统中的零件载荷可通过多体系统仿真定义。利用系统输入参数可得到作用在零件或组件上的边界条件和断面参数（见2）。从物理性能（形状、材料）得到集合的名义应力，它表示计算应力随时间的变化。

根据技术状况，为评价功能和寿命，目前计算工具还受到不可靠性影响。其原因是表述仿真品质很大程度取决于零件局部强度的假设，而该假设显著地受制造的影响。在计算时，与零件相关的评价体系可达到较高的可靠性^[7]。图10.3-5是用特有单元类型的原理性方法计算车身焊接点上的缺口应力。

仿真的目标是通过检验和试验比较，以减轻载荷。在阶段结束仍然要通过使用强度的试验验证。方法的挑战是要考虑腐蚀、老化过程，考虑塑料和复合材料的材料模型和改进所使用的连接方法的计算方法。

图10.3-5 焊点寿命计算时的原理性方法^[3，7，8]

（2）减振舒适性、噪声　汽车振动工程的基本计算在于尽可能好地校正所有子系统的谐振。必须避免各种谐振的叠加引起对乘员不良感受的高的振动量级（见3.4节）。

利用FE计算可确定汽车各子系统的振动性能。FE计算任务是校正这些子系统的固有频率，并将作用在子系统的力传到车身，使它正好在车身节点附近。因为这些节点的振动幅值很小或振动能量传入车身很小。通过在车身和车桥以及传动装置间的耦合处的局部高刚度可进一步减少能量传入车身。刚性车身和软的橡胶支撑间的阻尼突变可隔离、反射能量（图10.3-6）。

图10.3-6 减振舒适性、噪声的CAE计算任务概况实例^[12]

校正固有频率、振型和局部的高刚度可以在部件层面（如单独的车身）进行基本设计。细调和绝对评价振动量级只是在FE整车模型上进行。这里要考虑由底盘作用的力。通过多体系统（MKS）仿真（见2）与FE计算耦合是很有效的。评价整车模型的有效载荷状况是在液压脉冲试验台上的车轮不平衡试验和4个激振头激振试验得到的，因为它能很好地再现有效载荷状况并可进行标准化评价。

为评价车内噪声，开发了与目标频率有关的两种方法。在采用耦合的液体—结构模型中利用有限元法（FEM）预测和优化频率达250Hz的低频噪声^[38]。在这样的低频范围中凸显出各个子系统模式的声学现象，如在空腔谐振频率和在个别大的金属板面积上产生的最大声压。随着频率增加，各子系统模式的网格密度急剧增长，以致FEM的计算费用无法接受。噪声频率约大于400Hz就要利用基于能量和功率平衡的能量统计分析（SEA—Statistische En-ergieanalyse）法处理^[9]。这时可以将车身结构和空腔以及包围的空气分解为各个子系统（约100～500个），这些子系统扩散和相互交换能量。作为负荷，将声功率输入到各个子系统。在乘员头部的空间处可从声功率中算出声压。因为SEA法打通了声音传输路径，为影响（干扰）声压，可有针对性地分析和优化具体的设计措施。SEA法的难点在于正确得到耦合损失因子和阻尼损失因子。这些因子大多必须在样车上通过试验才能得到。在某些情况下已成功地利用经验值达到高度的声压预测品质^[3]。

为清除SEA和FEM间的频率空隙，目前力图将这两种方法有意义地组合起来，利用带有效中间算法的有限元法可算出SEA的耦合损失因子和阻尼损失因子。

在低频噪声方面还需要使用有限元法。车内的很多配置和有阻尼与吸声作用的配置（座椅、天花板等）可继续改善低频噪声。预测通过底盘和传动系统传给车身的力还有改善低频噪声的潜力。为预测来自动力装置的力，需要采用MKS和FEM系统的组合方法。目前单独用FEM已能很好表示车桥的传输性能。主要的工作点还是：轮胎性能、轮胎与路面间复杂的相互作用、虚拟确定弹性支架动态性能，直至开发相应的方法。人们寄希望于混合法。该方法可以用测量技术检测轮胎、减振器、橡胶支撑等综合性能，并在整个模型中“只是”虚拟地分析和优化这些部件的相互配合。

为进一步改进减振舒适性，用FE法有针对性地设计座椅还有潜力。目标是：整个座椅成为一个工程振动系统，并在座椅构件、泡沫垫、饰面和乘员之间相互配合。作为副产品，还可预测人机工程的重要参数（见6.4.1小节），如H点和静态舒适性参数，如乘员和座椅间的压力分布^[3]。

（3）安全性　对安全性的要求不断增加，在最近几年开发费用不断上升（见6.5节）。特别是在碰撞仿真和乘员仿真方面，只能使用仿真法才能迎接这种挑战^[37]。

几乎无例外地使用显式非线性有限元码。在乘员仿真中因为可明显地节省计算时间，所以利用MKS码（见2）可部分地辅助显式非线性有限元码。最近也使用减少单元的FE模型，只有在对载荷状况有重大关系的位置才构建高精度的模型。MKS法与当前FE法的精度结合可节省计算时间。

（4）碰撞结构设计　在碰撞时涉及结构件中以固体声速传播的冲击波，并诱发结构件的弹性和塑性变形^[31]。对在单元层面上的每一时间步长才计算内应力、外力以及遵守材料定律（如屈服条件）和边界条件（如接触）（图10.3-7）。经一些有效的简化，这种计算方法可有效处理碰撞载荷状况。为保证所用的显式积分法的稳定性，需要很小的时间步长。根据结构件的最高谐振频率确定最小的时间步长。所以在结构件离散化时必须限制最小网格边长，以保持计算时间在可接受范围。

大多数的碰撞载荷水平可由法规要求和用户试验得到。用户试验通常反映严格的要求。为保证功能安全，在开发汽车时要仿真前碰撞、侧碰撞、后碰撞、车顶稳定性、用户修理试验或保险杠试验以及交通参与者的保护（碰撞友好性、行人保护）。在与成型仿真、浇注仿真和连接仿真相互配合时，可将结构件前层组合到功能设计中，并可改善车身碰撞区严重变形的预测安全性^[10]。在使用中的模型需要处理结构件和连接件失效（焊接、铆接、粘接等）的情况。需要探讨新材料（如塑料、泡沫材料）的材料模型^[3]。

图10.3-7 按倾斜前碰撞的FE模型

（资料来源：奥迪公司）

（5）乘员保护 在乘员保护中要分析假人在碰撞时的载荷值。目标是优化拉回系统或回位系统（RHS）（如安全带、安全气囊等）的设计，在汽车上调整这些系统的相互配合。除了纯粹的法规要求外，要注意用户试验以及从“场”（用户实际使用状况）的事故研究中衍生的要求（见6.5节）。

乘员仿真通常在部分模型上进行。在前碰撞时要观察与此相关的车内前室（座椅、仪表板总成、转向盘）和假人状况，它们将影响结构件碰撞的后果，即车内前室变形和随时间的移动。这样就可有效地、节省资源（人力、物力、财力）地仿真整个碰撞过程。此外，通过仿真这个平台可以将结构件方面的问题和RHS方面的问题清楚地分开。从结构件方面要求允许有一定量的变形以及从RHS方面要求有一定的减速度脉动性能。

（6）设计车内零件　在设计与安全性有重大关系的车内零件时，防止头部碰撞居中心地位。一方面利用一个刚性的、半球形摆锤碰撞仪表板总成和中间副仪表板；另一方面利用一个自由的、飞快的假人头部射向车门柱和天花板。在所有情况下要测量和评价在测量仪表上显示的加速度。目标是车内空间要软，即可吸收能量。

作为未系安全带的乘员膝盖碰撞的预先设计，要利用专门的冲击器预先调整保护膝盖系统，直到满足一定的变形性能前提时再进行膝盖前部保护仿真和评价与所有的RHS部件的相互配合状况。在安全性设计中座椅在碰撞时也有重要作用。在碰撞时利用有限元法计算颈部受伤和靠背位移的典型载荷状况。

车内的其他要求是安全气囊开启仿真。仿真包括触发安全气囊控制板仿真和固定模块上的反作用力仿真。在仿真时根据真实性必须使用折叠的安全气囊。为此，在专门的预先仿真中要仿真折叠过程。为提高安全气囊分析的预测能力，未来要考虑燃气（烟气）流动^[3]，它是一个燃气动力学与力学问题的耦合。特别是由于燃气脉动传播在第一个5～10ms可明显改善安全气囊开启（图10.3-8）。

当材料模型预测材料失效和在安全气囊内使用塑料时材料问题仍有很大的改进空间。除不断开发综合性模型外，不应该忽略材料特性。在方案设计时必须在较短时间内决定材料的所有特征值。

（7）传感装置　在碰撞时出现的加速度信号或压力信号的特征是激活拉回（回位）系统（RHS）的依据。因此仿真传感器信号居于重要位置，并提供评价各种传感器可组合性的机会。

安全气囊电控单元分析所用压力传感器信号和加速度传感器信号的高频成分。整车的有限元法在考虑产生的误差后不能很好预测加速度信号。为此，所用的有限元法以预测传感器上的速度信号为目的。主要的目标是正确定位汽车上的传感器。最近利用预先计算碰撞分级算法的现代数据资源法（Data Mining Methode）计算传感器信号^[11]。

2.多体系统法

利用多体系统仿真（MKS—Mehr Körper System Simula-tion）可以构建在计算相对容易的刚体模型的机械系统。这个机械系统由参与过程的各部件组成。质量或惯性力矩、主动力和力矩以及决定自由度数量的各个刚体部件的连接条件和接触条件会影响物理真实性和仿真模型的动态性能。

图10.3-8 计算安全气囊展开与燃气动力学（资料来源：奥迪公司）

MKS程序由几何定义的、独立方程组的各种约束条件组成，并在时域中计算它们的运动学或动力学，得到各个刚体的运动学参数和各种力。在MKS程序中不计算零件的载荷（伸长和应力）。为此要将计算结果反输到有限元程序中。

当仿真相互配合的物体运动时，总是要采用多体系统分析。假人的头部就是这样，它放在假人的躯体上；或者是活塞，它在发动机缸体中上、下运动。这样就可以优化活塞在缸体中的运动过程、确定制造公差和匹配减振弹簧。

多体系统法的主要应用领域是：计算传动系统组件/模块，计算底盘组件，特别是计算车桥弹性运动学，整车动力学，整车舒适性，颠簸行驶和颤动，动力装置运动和在虚拟试验路段仿真，以推导出强度计算所需的动态载荷^[13，14]。

（1）弹性运动学和整车动力学　利用MKS法可以在方案阶段计算底盘的运动和车轮包络曲线，进而计算至车身的自由行程。在前、后桥弹性运动学基本计算后计算整车。图10.3-9为整车动力学仿真的图示程式^[3，33]。为此要建立包括前后桥、车身、转向系、动力装置/动力传动总成、轮胎的整车模型。另外，必须对安装在车桥上的弹性支撑性能，特别是轮胎性能精确建模。对快速的动态行驶动作，由于附加了质量和它的位置，必须知道车身惯性力矩。在行驶动作时有“开环”和“闭环”的差别，视是否使用驾驶人模型。仿真可以计算汽车性能，并通过性能后处理评价操纵性能。为预先确定在稳态圆周行驶时的性能和直至频率达8Hz的瞬态现象，所达到的精度是足够的。(www.xing528.com)

（2）行驶舒适性仿真MKS的行驶舒适性分析以行驶振动频率范围在5～50Hz的影响为目标。这时可以区分汽车驶过不显露障碍物（如正、负棱边）和随机的路面激励。也可在4激振头的液压脉冲试验台上模拟。在与舒适性有关的汽车上的所有点上（如座椅轨道、转向盘和头部支撑）和传递力的点上确定加速度信号。试验需要常用的代表性车身，它能再现一些重要部件（如支撑、减振器、与路面接触的轮胎型式）随振动的振幅和频率而变化的性能。通过行驶舒适性评价模型可估计主观评价行驶舒适性的状况^{[3，13，33]}。行驶舒适性评价模型是从加速度信号和先前汽车模型的主观判断的相关性得到的。

（3）动力装置运动仿真　在开发动力装置和动力总成系统中的主要点之一是它们的交变载荷性能^[3，16]。它们在起动或停止过程中的扭转振动引起汽车车身纵向振动。重要的载荷状况是：动力装置的扭转振动、十字路口起动、全负荷加速、在弯曲路段行驶、在弯道时的交变载荷和驶过障碍物。仿真这些载荷需要仔细构建离合器、变速器、飞轮、差速器和包括所有扭转弹性和间隙的模型。特别重要的是构建车身支撑、减振器和所用的轮胎型式的模型。

图10.3-9 整车动力学仿真的图示程式^{[3，13，33]}

同样可利用来自仿真的动态信息以为汽车前部的合格试验提供动态包络曲线。

3.流动仿真

流动计算目前常用3D法。该法是基于那维尔—斯托克斯（Navier-Stokes）方程式。这些方程式描述在流动中所有作用在每一个体积微元上的力平衡。这些力为：惯性力、压力和摩擦力。力的平衡与质量守恒定律推导出的连续方程式是所有理论方法的基础。对可压缩流动还必须加上能量方程式。但流动的可压缩性至流速约达到250km/h时可忽略。根据拉梯斯—波耳兹曼（Lattice-Boltmann）多项式的方法，也证明是适用的^[15]。这时利用理想化的质点建立流体模型。这些质点在立体的网格中，在不连续的时间间隔以不连续的速度运动。1D流动法特别适用于管流或与管相似的流动。由于节流、转弯、分叉等的节流损失可用近似公式或测定值推导出^[15]。

（1）空气动力学　在空气动力学中，计算流体动力学（CFD）的基本任务是在早期的项目阶段评价各种设计方向。在很多情况计算已经替代在缩小模型上进行的风洞试验和通过有关流场的知识帮助试验优化。另外，计算流体动力学在经典的使用场合除得到气动系数C_w和C_A外还用于辅助各种零件的设计计算（见3.2节）。

CFD的最大优点在于，人们不仅可得到像力和力矩的整体参数，而且还可得到有关整个流场的详细信息。根据在汽车表面上的气体压力分布（图10.3-10，见书后彩图），可以高精度地计算出作用在发动机罩、车门、滑动车顶上的气动力，并作为有限元计算这些零件的强度基础（见1）。

在风窗玻璃范围的压力分布状况影响风窗玻璃刮水器的刮水性能。目前，根据计算得到的风窗玻璃表面压力设计刮水片位置。同样，通过计算得到的表面压力分布确定为乘员室进风和排风的开口位置。

在至今使用的试验法遇到困难的地方就需要采用计算法。汽车的C_w值对前轮或前轮轮胎的影响很大。轮胎的形状优化和试验法很困难，特别是—（在物理上是正确的）带转动的车轮测量时。如果采用计算法，则这个任务就很容易解决^[17]。

目前的CFD计算的预测品质是较好的，特别是可作为相对结论。当然，即使在计算的总力和总力矩与测量结果很好吻合时，也不总能给出正确的流动细节^[15]。

（2）气动声学　数字仿真气动声学现象（计算机气动声学，CAA）还处于继续开发方法阶段，即目前还不能用作开发工具。尽管受到限制，但在最近几年在该领域的研究和开发已有一些进展，使用CAA法在实际上已触手可及。这方面主要是采用流动计算和声学计算相互耦合的混合法。

用足够高的网格分辨率计算在简化的汽车外反光镜表面上的声源可得到很好的表面噪声压力分布和流动拓扑结构。在测定网格分辨率时，由计算出的声源还可很好预测频率约达300Hz的辐射噪声^[18，19]。

气体在开启的侧窗玻璃或移动天窗环流时产生隆隆声现象。这时，在侧窗玻璃开启前沿形成的涡流诱发乘员室内空气的低频压力波动。在汽车中的隆隆声频率很低，常小于25Hz。声压级可达130dB，且特别烦人。目前的试验表明，数字计算对气动声学问题很有帮助^[20]。

（3）热量管理　为使汽车不断地保持高能效率，在早期开发阶段热量管理领域不断受到重视。为概念性地设计发动机、变速器、空调、采暖的热量管理，就要采用计算法^[15，17]。

最高速度行驶、山坡行驶就是属于需要热量管理的典型范畴。另外要注意一些临界的、“偏离设计条件（off-design）”的点，如从高速行驶突然停车和突然加速。还要研究开始是稳态的、但之后像“走走—停停”和反复操控而成为瞬态的那些工作点。

动力装置热量管理（即动力装置冷却）包括计算通过冷却部件的气流和冷却液循环，在开发过程中采用1D流动仿真空气循环、冷却液循环和据此仿真传热。在稳态工作点还采用3D流动仿真。1D流动仿真和3D流动仿真需要动力装置和冷却部件输入参数和特性场。只有在虚拟过程中，通过汽车测量、试验台测量的结合才能得到这些输入参数和特性场。试验是仿真的重要组成部分。在早期开发阶段，在冷却液、增压空气、发动机机油、变速器润滑油和冷却液回路的热交换器布置、热交换器参数的方案设计采用先前模型为基础的1D仿真模型时，则在以后阶段根据详细的设计模型和冷却部件需要3D流动仿真。到这个时刻，1D仿真模型调整为3D流动仿真和对批量生产开发的汽车进一步检测就可不断优化系统细节。

热量管理的其他挑战是避免零件局部过热（热点，Hot Spots）^[3]，如前照灯。前照灯温度状态的物理特点对热辐射有很大影响。在数字仿真时必须考虑辐射模型的散射的红外线辐射和可见的、定向的辐射份额。大多数商用流动仿真程序能达到这个要求。为解决零件局部过热，大多使用仿真计算法，它基于仿真程序与射线轨迹辐射模型耦合。利用这个方法，可以精确确定前照灯玻璃片局部过热的位置。这种方法的难点在于在耦合时，前照灯热分析要结合环境条件，如行驶风气流、发动机热辐射和太阳辐射。

（4）空气调节3D数字仿真法在空气调节领域有很多应用^[15，17]。通过空气调节有针对性地将空气通过散热器路段和引导装置引入车内空间则可视为CFD的标准应用。空气调节设计要达到压力损失最小，使在尽可能小的空气调节功率下保证足够的空气进入车内。

在仿真计算得到的空气调节系统的空气流动和相应的至侧窗玻璃的引导见图10.3-11。作为进入车内空气的接口，要定位和优化气流装置。设计空气调节的目标除了快速冷却外还要注意不要由于“通风现象”（过堂风）而损害乘员舒适性。所以在这里也需要使用CFD，因为在这部分进行工程试验取得所需的流场和温度场的费用很高。

为提高行驶舒适性，其他重要的仿真计算任务是仿真前风窗、侧窗玻璃除霜。基于车内气流不随时间而变的假设，大多要将与时间有关的温度仿真和除霜模型结合起来。

判断舒适性一般根据主观感受。主观感受必须是亲身体验。客观定位用户评价空气在乘员室流动的客观模型是目前正在研究的题目。

图10.3-11 至侧窗玻璃的空气引导仿真模型实例（资料来源：奥迪公司）

（5）燃烧仿真CFD仿真发动机气缸中的燃烧目前还是一个巨大的挑战。虽然在最近几年通过改进物理模型在预测燃烧品质方面取得了明显进步。当在开发现代燃烧方法中仿真充量运动和混合气形成的基本要素时，使用燃烧仿真大多是为分析燃烧问题或作为在发动机上测量燃烧状况的补充。普遍地、可信地预测能量转换和有害物质的形成目前还不太可能。

目前有关仿真发动机流动过程和燃烧过程方法的概况详见参考文献[41]。

点燃式发动机燃烧仿真的挑战是正确描述混合过程、输送过程和在湍流中的化学转化过程、局部的预混燃烧前沿，正确描述点火过程以及可信的爆燃预测。图10.3-12是示范性地表示现代直喷点燃式发动机燃烧室中火焰传播的仿真。

图10.3-12 现代直喷点燃式发动机燃烧室中火焰传播仿真^[41]

在柴油机燃烧仿真中，同时发生和剧烈耦合的喷射、混合气形成以及主要是扩散燃烧过程对燃烧模型和燃料喷射模型提出了很高要求。自燃机理的模型化居重要地位。再则，就是柴油机开发中的复杂的炭烟形成机理，这是开发中成功仿真的本质。

（6）充量更换仿真和混合气制备过程 开发创新动力装置的主要目标是除增加行驶功率和动态性能外，同时还要在满足未来排放限值下较大地降低燃烧消耗。目前，在开发阶段可以对发动机重要工作过程（如进气行程、排气行程、催化反应器中）进行CFD仿真。CFD仿真重点是设计活塞、燃料喷射参数、配气相位和气缸中充量运动强度。

图10.3-13是FSI发动机进气道充量运动状况。为连续控制气缸中的充量流动强度，通过进气道中充量运动阀板和隔板改变进入气缸的充量。利用部分或完全关闭在隔板下游的分流通道可减少分流通道中的空气流量，从而增加气缸中的涡流。

优化在阀板凸缘处的流动引导和进气道，使在阀板关闭时气缸中的流动强度达到最大；在阀板开启时进入气缸中的充量压力损失最小。为仿真混合气运动，要采用能再现油粒形成、碎裂、蒸发的喷射过程的“喷射模型”^[22]。

4.电磁兼容（EMV）

图10.3-13 在充量运动阀板开启和关闭时FSI发动机进气道中的流动计算^[21]

面对汽车电子系统不断增多，电磁兼容是一个很大挑战（见8.4节）。至今，功能强大的电子系统不断辅助纯机械功能。完善地控制发动机、底盘和舒适性系统要求快速的处理器。汽车高端信息娱乐系统组合到汽车上需要先进计算机的强大运算能力。所有这些电子系统会对外部电磁场作出反应或本身就产生电磁场而引起干扰^[3，23]。

为克服这些问题并在汽车制造前能作出与汽车相联系的这些电子部件的EMV评定，需要一个平台。几年来，利用EMV仿真可预先估计电子部件的EMV问题。

电磁串线有3个主要途径：电子系统中各导线的电磁耦合、线束和电子部件中的电磁场耦合以及在导线组上的干扰电压和干扰电流。所有这些形成电磁发射场，并干扰车用无线电服务（收音机、电视、公共电台）。

利用模型计算EMV，它可再现汽车的重要EMV性能。该模型为车身，其中有各种较大的三角元素金属件、导线组模块、电控单元模块和天线模块。根据所用的仿真计算方法，这些模块是可以改变的（图10.3-14，见书后彩图）。

舒适性程序可以在短时间内构建复杂的模型，并将不同的计算方法相互组合。在汽车上经验证的计算方法有：

1）直接的场计算法，它根据离散化模型数字解波动方程式（场计算法是动量法）。

2）解拉普拉斯（Laplace）方程的静态法，用当量电容和电感描述它们的耦合和建立低频范围的等效电路。

3）多导线理论，以计算导线的超（跨）临界耦合。

4）电路计算程序，以解基尔霍夫（Krichhoff）方程，也可解时域和频域中复杂的非线性电路。

5）组合法（混合法），如场计算与导线理论结合以确定电磁场耦合到电气系统。

当通过仿真计算还不能覆盖整个EMV的宽阔范围时，则还有一些仿真能提供可靠结果的范围。仿真在EMV开发中发挥重要作用。