CFD
Magna bietet eine breite Palette von Simulationsdienstleistungen in der Automobilindustrie an. Die 3D-Simulation kann Sie dabei unterstützen, Ihr System oder Ihre Komponente hinsichtlich thermischer oder strömungsbezogener Aspekte zu verbessern, indem Sie ein bestimmtes Verhalten bereits in einem Stadium aufzeigen, in dem Messungen noch nicht möglich sind, oder indem Sie ins Detail schauen, wo Messungen nicht durchgeführt werden können.
Innerhalb der Abteilung Thermalmanagement umfassen die Simulationsmöglichkeiten die 3D-Fluidsimulation (CFD und SPH) und die 1D-Systemsimulation im Zusammenhang mit thermischen Systemen.
Simulation von numerischer Strömungs-
mechanik
Numerische Strömungsmechanik (CFD) spielt eine wesentliche Rolle im Fahrzeug-Thermalmanagement (VTM), da es verschiedene Arten von Flüssigkeiten gibt, die zum Gesamtverhalten einzelner Komponenten sowie des gesamten Fahrzeugs beitragen. Die 1D-Systemsimulation (mit KULI) bringt die Flüssigkeiten zusammen, indem die Wechselwirkung zwischen verschiedenen Kühlkreisläufen innerhalb eines Fahrzeugs betrachtet wird. Die Methode der geglätteten Teilchen-Hydrodynamik (SPH) hat sich in den letzten Jahren etabliert und wird auch dort eingesetzt, wo konventionelle CFD an ihre Grenzen stößt, z.B. bei komplexen Öl-Luft-Phasenwechselwirkungen.
- Flüssigkeitsströme in Ihren Komponenten verstehen
- Vorhersage des Strömungsverhaltens, wo Messsensoren nicht eingesetzt werden können
- Senkung der Entwicklungskosten durch Einführung von Simulationsschleifen in den Entwicklungsprozess
- Verbesserung und Optimierung Ihrer Designs
- Unterstützung des Konstruktionsprozesses durch eine virtuelle Datenbasis für bestimmte Komponenten (z. B. Kennfeld)
Computational Fluid Dynamics bedeutet
CFD-Simulation für Gesamtfahrzeugsimulationen
Auf Gesamtfahrzeugebene ermöglicht Ihnen die genaue Vorhersage des Luftstroms eine Verbesserung der aerodynamischen Leistung. Insbesondere bei Lkw-Anwendungen ist die Reduzierung des Luftwiderstands eine der treibenden Kräfte zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs. Im Engineering Center Steyr (ECS) ermöglicht eine enge Kommunikation zwischen den Abteilungen Kabinendesign und Thermal Management die effiziente Entwicklung aerodynamischer und technisch umsetzbarer Konstruktionen moderner Kabinen. Darüber hinaus werden Verbesserungen bei der Kabinenverschmutzung implementiert, indem in relevanten Bereichen das Strömungsfeld von Wassertröpfchen mithilfe von CFD visualisiert wird.
In der Kabinenentwicklung hilft nicht nur die Visualisierung der Strömung rund um die Kabine, sondern auch die Visualisierung der Strömung innerhalb der Kabine, HLK-Kanäle effizient zu gestalten. Auch die Physik des Schmelzens der Eisschicht durch warme Luft in den Enteisungskanälen kann gut erfasst werden, was dabei hilft, die definierten Regulierungen nachzuweisen. Ob sich ein Fahrgast während der Fahrt wohl fühlt oder nicht, kann bereits in einer frühen Entwicklungsphase untersucht werden.
Mit Blick auf den Antriebsstrang ist das Vehicle Thermomanagement (VTM) sozusagen das Bindeglied, welches die Komponenten über Kühlkreisläufe zusammenhält und dafür sorgt, dass der gesamte Antriebsstrang nicht durch thermische Probleme eingeschränkt wird. Dazu gibt die CFD-Simulation des Motorraums einen tiefen Einblick, wie der Luftmassenstrom die von den Antriebsstrangkomponenten erzeugte Wärme abführt. Die Verbesserung der Leistung des Kühlpakets durch Maximierung des Luftmassenstroms und gleichzeitige Minimierung der Rezirkulationswege ist etwas, bei dem die Simulation den Entwicklungsprozess stark unterstützt. Durch die Kombination von 3D-Simulationsergebnissen mit unserer Gesamtfahrzeugsystemsimulation auf Basis von KULI können Kühlmitteltemperaturen genau vorhergesagt werden, was zu Rückkopplungen für weitere Optimierungsschleifen in der 3D-Simulation führt.
CFD-Simulation für die virtuelle Produktentwicklung
Auf Komponentenebene gibt Ihnen die 3D-CFD-Simulation einen detaillierten Einblick, wie Ihre Komponente funktioniert und wie sie sich ihr thermisches Verhalten auf unterschiedliche Konstruktionsänderungen auswirkt. Eine frühzeitige Simulation ermöglicht es Ihnen, mit einem bereits gut erforschten Prototypen zu starten und Probleme bereits vom ersten Entwurf an zu lösen, anstatt mehrere Tests durchführen zu müssen. Darüber hinaus hilft Ihnen das Verständnis des physikalischen Verhaltens der Flüssigkeit in der Komponente, Ihre Erfahrung für die jeweilige Komponente zu stärken.
Wir konzentrieren uns auf Komponenten im Antriebsstrang. An den österreichischen Standorten von Magna verfügen wir über ein breites Know-How betreffend Inverter, E-Motoren und Getriebe, und bieten darüber hinaus eine umfassende Testing-Infrastruktur inklusive Anwendungen und validierte Simulationsmodelle. Zu beantwortende Fragen sind typischerweise die Verteilung der Wärmeströme von der Wärmequelle (z. B. Halbleiter, Wickelköpfe) zur Senke (Kühlmittel, Öl). Um die optimale Kühlstruktur zu finden, wenden wir Optimierungsalgorithmen an, um das Beste aus Ihrem Design herauszuholen.
- Designoptimierung hinsichtlich Aerodynamik und Verschmutzung
- Virtuelle Kühlpaket-Integration mittels Motorraum- und Kühlsystem-Simulation
- Hitzeschutz unter der Motorhaube für optimale Anordnung der Komponenten
- Kabinenkomfortuntersuchungen einschließlich Abkühl-, Aufheiz- und Enteisungssimulationen
- Verteilung des Ölflusses innerhalb der Komponenten
- Konjugierte Wärmeübertragungssimulationen für die Entwicklung des Komponentendesigns
CFD-Simulationsdienstleistungen von Magna ECS