3D-Strömungs­simulation

Die 3D-Strömungssimulation (oder: CFD-Simulation) ist ein unverzichtbares Werkzeug, um der zunehmenden Komplexität, neuen gesetzlichen Anforderungen und den vielfältigen Wechselwirkungen zwischen Bauteilen gerecht zu werden. Durch die Anwendung dieser Simulationsmethode beschleunigen Sie Entwicklungsprozesse, optimieren die Produktqualität und senken Kosten, indem Sie Prototypen vermeiden.

Mit unserem erfahrenen Team in der 3D-Strömungssimulation sind Sie sicher, dass Ihr Projekt in den besten Händen liegt.

 

Ihre Vorteile im Überblick:

Seitenansicht eines dunkelgrauen Autos mit Strömungslinien drumherum.

REFERENZEN

Stromlinien vor und nach einem Mischerelement.
Problemstellung

OEMs und ihre Zulieferer haben enge Zeitvorgaben für die Konzeptions- und Angebotsphasen, und die Anforderungen an den Gegendruck von PKW- und Heavy-Duty-Abgasanlagen sind gestiegen. Deshalb ist der Einsatz einer hochwertigen CFD-Simulation unumgänglich, um diesen Herausforderungen gerecht zu werden.

Lösung

Zuerst bereiten wir die CAD-Geometrien für die 3D-Strömungssimulation vor und vernetzen sie. Danach definieren wir die geeigneten Randbedingungen für die spezifische Aufgabenstellung und implementieren diese in der verwendeten Software. Abschließend analysieren und präsentieren wir die Ergebnisse der Simulation. Bei all diesen Schritten nutzen wir Makros, um die Effizienz zu steigern.

Nutzen

Durch den Einsatz von 3D-Strömungssimulationen können wir den erwarteten Gegendruck äußerst präzise vorhersagen und erhalten detaillierte Einblicke in das Strömungsverhalten. Dies ermöglicht uns, gezielte Verbesserungsvorschläge zu machen, die die Herstellung kostspieliger Prototypen minimieren und den Entwicklungsprozess erheblich verkürzen.

Temperaturverteilung in einem Automobil-Bauteil.
Problemstellung

Eine genaue Temperaturverteilung auf den Werkzeugoberflächen während des Umformprozesses ist entscheidend, um die gewünschten Festigkeitseigenschaften einer B-Säule zu erzielen. Das verwendete Werkzeug besteht aus Stahl, dessen thermische Eigenschaften zum Zeitpunkt der Fertigung noch nicht bekannt waren. Die Erwärmung des Werkzeugs erfolgt mittels elektrischer Heizelemente.

Lösung

Um die gewünschte Temperaturverteilung während des Pressvorgangs sicherzustellen, wurde das Umformwerkzeug mit mehreren Heizelementen ausgestattet. Die Anordnung, Anzahl und erforderliche thermische Leistung der Heizelemente berechnen wir mithilfe von 3D-CFD-Modellen. In der Simulation optimieren wir die Oberfläche des Werkzeugs, um die geforderte Temperaturverteilung zu erreichen.

Nutzen

Die durchgeführten Aufheizversuche bestätigen die Qualität der thermischen Auslegung, da wir ein sehr gleichmäßiges Temperaturfeld auf der Werkzeugoberfläche erreichen. Materialprüfungen an Prototypenbauteilen, die mit diesem thermisch optimierten Werkzeug hergestellt wurden, weisen die gewünschten Eigenschaften auf. Unsere entwickelte Simulationsmethode minimiert die Anzahl kostspieliger Prototypen in der Herstellung.

Schallausbreitung an der Mündung einer Abgasanlage
Problemstellung
Im Mündungsbereich hinter dem Endrohr von Abgasanlagen tritt in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und der Geometrie der Abgasanlage Strömungsrauschen auf. Dieser unerwünschte akustische Effekt überlagert das charakteristische Motorgeräusch mit breitbandigem Rauschen. Geometrische Einflüsse wie Perforationen, enge Biegungen und Querschnittssprünge in Schalldämpfern tragen zur Entstehung von Strömungsrauschen bei.
Lösung
Mit Hilfe der 3D-Aeroakustiksimulation entwickeln wir eine Methodik, um die Schallquelle des Strömungsrauschens zu lokalisieren und die Frequenzzusammensetzung des Geräusches zu ermitteln. Wir validieren die Simulationsmethodik anhand akustischer Messergebnisse. Aufgrund der Komplexität der Simulationsmodelle und der hohen Berechnungszeit nutzen wir die Ressourcen des Höchstleistungsrechenzentrums der Universität Stuttgart (HLRS).
Nutzen
Die entwickelte Simulationsmethode minimiert die Herstellung kostenintensiver Prototypen und die Durchführung zeitaufwändiger Versuche. Das akustische Verhalten eines Bauteils kann in der Simulation vorab bewertet und gegebenenfalls optimiert werden.