Optimierte Simulation für Automobil- und Nutzfahrzeug-Entwicklung

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Die Exa Corporation, ein Anbieter von Simulationssoftware für die Produktentwicklung, hat die neue Version der Simulationssuite PowerFLOW vorgestellt. Die neue Generation verspricht Innovationen in vier entscheidenden Bereichen: Genauigkeit, Anwendungsmöglichkeiten, Automatisierung und Zugänglichkeit.

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Die Exa Corporation, ein Anbieter von Simulationssoftware für die Produktentwicklung, hat die neue Version der Simulationssuite PowerFLOW vorgestellt. Die neue Generation verspricht Innovationen in vier entscheidenden Bereichen: Genauigkeit, Anwendungsmöglichkeiten, Automatisierung und Zugänglichkeit.

Mit PowerFLOW 5.4 stellt Exa neue Funktionen vor, die die Simulationsgenauigkeit unter realen Fahrbedingungen und den digitalen Entwicklungsprozess an sich weiter verbessern:

Genauigkeit – reale Fahrbedingungen

  • Innovationen am physikalischen Modell ermöglichen nun die Simulation der Reifenlaufflächen sich drehender Räder sowie die Berücksichtigung realer Bedingungen wie Wind und Turbulenzen, die dem Fahrzeug vorgelagert sind. Diese Entwicklungen erlauben es Automobilherstellern, Performance, Reichweite und Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs genau zu berechnen und die gesetzlichen Bestimmungen für alle Fahrzeugkonfigurationen in die Simulation einzubeziehen.

Anwendungen – Verschmutzung und Wasserableitung

  • PowerFLOW 5.4 bietet nun die Möglichkeit, Schmutz, Staub und Wasser in die Simulation mit einzubinden – mit einer Genauigkeit der Realbedingungen, die nur durch eine transiente Berechnung erreicht werden kann. Mit einer Erweiterung der transienten CFD-Simulation (computational fluid dynamics: numerische Strömungsmechanik) von PowerFLOW können PKW- und Nutzfahrzeughersteller Verschmutzungen und Wasseransammlungen bei ihren Produkten besser kontrollieren und so Fahrgefühl und Sicherheit weiter verbessern.

Automatisierung – robuste und durchgängige Simulationen

  • Exa erleichtert die Durchführung von Simulationen, indem das Expertenwissen direkt in die Software eingebracht wird. Die neue Version PowerFLOW 5.4 überwacht die Simulation automatisch und bestimmt selbsttätig den optimalen Zeitpunkt, an dem die Berechnung aufgrund vorgegebener Parameter gestoppt wird. Damit werden auch bei Anwendung durch unterschiedliche Benutzer konsistente und robuste Simulationsergebnisse gewährleistet.

Zugänglichkeit – bessere interaktive 3D-Visualisierungen

  • Die neue PowerFLOW 5.4-Suite sorgt für einen schnelleren und interaktiven Austausch von 3D-Daten durch PowerINSIGHT, was einen beschleunigten Zugriff auf Simulationsergebnisse und eine bessere Zusammenarbeit zwischen den Abteilungen ermöglicht.

Bei der Entwicklung müssen Automobil- und Nutzfahrzeughersteller auch weiterhin eine Reihe von Faktoren berücksichtigen, die sich aus Kundenanforderungen, den Testmöglichkeiten und gesetzlichen Vorschriften ergeben. Fahrer erwarten ein immer besseres und sichereres Fahrzeugverhalten unter den Realbedingungen des alltäglichen Straßenverkehrs, zu denen auch Regen und Schnee gehören. Darüber hinaus führt die Notwendigkeit, immer mehr Modellvarianten auf Basis bestehender Fahrzeugplattformen anzubieten, zu exponentiell steigenden Testumfängen, die mit herkömmlichen Entwicklungsmethoden nur kosten- und zeitaufwendig umsetzbar sind. Schließlich verlangen neue gesetzliche Vorschriften die Zertifizierung aller erdenklichen Fahrzeugkonfigurationen. Die Hersteller setzen digitale Simulationen als kostengünstige Möglichkeit ein, um diese Herausforderungen zu meistern. Mit neuen Funktionen bietet PowerFLOW 5.4 nun eine einzigartige Lösung an, die diese Anforderungen während des gesamten Entwicklungsprozesses berücksichtigt.

Suresh Sundaram, Senior Vice President Products & Marketing bei Exa: „Mit PowerFLOW 5.4 macht die digitale Simulation einen bedeutenden Schritt nach vorne. Das Tool repräsentiert das Ergebnis unserer langjährigen Zusammenarbeit mit vielen führenden Kunden. Das hat zu einer Programmversion geführt, die es den Ingenieuren ermöglicht, noch genauer vorherzusagen, wie sich neue Fahrzeugkonstruktionen unter verschiedenen Umgebungsbedingungen verhalten. Die neue Version hilft dabei, dass modernste Fahrzeuge auch in der Realität wie erwartet funktionieren, indem ihre Sensoren sauber gehalten werden, was für ein sicheres automatisiertes Fahren sorgt, und die Auswirkungen unterschiedlicher Straßenverhältnisse auf die Performance, Effizienz und Reichweite des Fahrzeugs berücksichtig werden.“

Im Zuge einer Erstanwendung, die der Bewertung und dem Vergleich von Ergebnissen aus Simulation und Experiment diente, konnte BMW das Potenzial und die Robustheit der Wassermanagementberechnungen von PowerFLOW 5.4 in Bezug auf Waschmodule für die Windschutzscheibe überprüfen. Diese Spritzmodule werden von Zulieferern für BMW hergestellt, und für die Installationsapplikation der Serienfahrzeuge müssen genaue funktionelle Zielvorgaben erfüllt werden. Bei den Zielen für die Sprühfunktion gilt es, zahlreiche aerodynamische Aspekte des Fahrzeugs zu berücksichtigen.

Holger Gau, BMW: „Wir haben die Wassermanagementanwendung von Exa PowerFLOW eingesetzt, um ihr Potenzial im Entwicklungszyklus von BMW zu beurteilen und einen Prozess zu entwickeln, bei dem die Simulation des Waschmoduls bei vorgegebenen Sprayparametern über den gesamten Betriebsbereich des Fahrzeugs vorhergesagt werden kann. Wir sehen wachsende Anforderungen für Simulationsanwendungen im Bereich des Wassermanagements, und BMW erwartet, dass mit künftigen Simulationen auch Aufgabenfelder wie die Verschmutzung der Seitenscheiben oder die Sichtbarkeit der Rückleuchten adressiert werden können.“

Bild: Verschmutzung an Seiten- und Rückfläche des Fahrzeugs vor der Aerodynamikoptimierung (oben) und danach (unten): Die Verschmutzung der Seitenflächen hat sich verringert, während die Verschmutzung des Hecks stärker geworden ist.

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