Mit Cloud-basierter Simulationslösung Maschinen kühl halten

| Landmaschinen, haben erst begonnen, sie zu nutzen. Diese Industrien haben jedoch wichtige Anwendungen für die Technologie gefunden, insbesondere im Bereich der Motorkühlung.

Im Gegensatz zu Automobilen haben diese langsam fahrenden und stationären Maschinen keine „freie“ Stauluft zur Unterstützung der Kühlung, sondern verlassen sich ausschließlich auf die Leistung des Kühlpakets einschließlich Kühlgebläse(n) und Wärmetauscher, um die überschüssige Wärme abzuführen. Daher ist ein effektives Kühlsystem für sie äußerst wichtig. Die Kühlung hält die thermische Effizienz aufrecht und schützt die Teile vor Überhitzung und nachfolgenden Sicherheits- und Haltbarkeitsproblemen. Eine schrittweise Erwärmung ist erforderlich, um einen Temperaturschock zu vermeiden, und eine gleichmäßige Kühlung ist entscheidend, um Temperaturspitzen zu vermeiden, die zu strukturellen Problemen führen können.

Die Auslegung eines effektiven Kühlmittelkreislaufs um den Motorblock ist eine komplexe Aufgabe, die mit den richtigen digitalen Prozessen deutlich vereinfacht werden kann. Dieses Kühlmittel auf einer niedrigen Temperatur zu halten, auch in heißen Umgebungen, ist unerlässlich, um die Leistung aufrechtzuerhalten und sie am Laufen zu halten .

Einige digitale Prozesse erfordern jedoch aufgrund ihrer Komplexität viel Know-how. Dies schränkt die Möglichkeiten ein, an einem Kühlsystemdesign zu arbeiten, und delegiert Aufgaben an die eher simulationsversierten, seltenen Personen innerhalb eines Unternehmens. In einigen Unternehmen existieren diese Personen möglicherweise nicht, was das Unternehmen dazu zwingt, die Simulationsarbeit an Ingenieurdienstleistungsunternehmen auszulagern oder wertvolle Zeit und Geld für zusätzliche Schulungen aufzuwenden. Schlimmer noch, sie können sich letztendlich auf physische Tests verlassen, die die Leistung der Maschine ernsthaft beeinträchtigen und gleichzeitig die Entwicklungskosten erhöhen. Auch bei diesem Training können unerfahrene Benutzer Fehler machen. Dies kann auch zu Verzögerungen bei der Freigabe der Maschinen, Überschreitungen der Produktentwicklungsbudgets und dem Verlust von Marktanteilen führen.

SIMULIA hat jedoch eine Cloud-basierte Lösung entwickelt, die von Designern, Simulationsanalysten und Experten einfach verwendet werden kann. Der automatisierte Prozess der Motorkühlung, der PowerFLOW nutzt und in der SIMULIA Cloud gehostet wird, ist vollständig automatisiert und erfordert keine Vorkenntnisse in der Simulation. Ein Benutzer muss lediglich grundlegende Daten zum gewünschten Betriebszustand der Maschine eingeben und der automatisierte Prozess erledigt den Rest der Arbeit, indem er simuliert, wie das Kühlsystem im eingebauten Zustand funktioniert.

„Wir wissen genau, wo die Schwachstellen unserer Kunden liegen, wenn sie sich Simulationstechnologien zur Unterstützung der Motorkühlsysteme zuwenden“, sagt Tristan Donley, Industry Process Consult Senior Manager bei SIMULIA. „Wir haben uns ihr Feedback angehört und deshalb hat SIMULIA eine automatisierte Lösung für den Markt entwickelt.“

Satheesh Kandasamy, Industry Process Expert Director bei SIMULIA:„Die Idee, einen automatisierten Prozess zu entwickeln, entstand aus unserer Erfahrung mit Anlagenherstellern auf der ganzen Welt, bei denen ein Ingenieur, der mit Tests befasst ist, eine Anlage konstruiert, die auch Simulationen durchführen muss.“ um einen Einblick in die Gründe für Leistungsänderungen aufgrund von Designänderungen zu erhalten. Im Gegensatz zur T&M-Branche verfügt die IE-Branche nicht immer über eine dedizierte CAE-Abteilung, die Analysen unterstützen kann. Dies bedeutet, dass die Ingenieure, die an der Konstruktion und Prüfung der Ausrüstung arbeiten, auch die Analyse durchführen müssen. Leider hat der Ingenieur aufgrund der anspruchsvollen Aufgabe, ein Gerät zu entwerfen, keine Zeit, einen CAE-Workflow zu erlernen, der mehrere Module umfasst, die ziemlich unterschiedlich sind. Um unseren Kunden die Möglichkeit zu geben, erstklassige Geräte zu konzipieren und zu entwickeln, in denen sie sich auszeichnen, haben wir eine strategische Entscheidung getroffen, diesen durchgängig automatisierten Prozess zu entwickeln, um die Ergebnisse zu liefern, die unsere Kunden für die Entwicklung von Weltklasse-Geräten gesucht haben .“

Da der automatisierte Prozess von SIMULIA von jedem unabhängig vom Erfahrungsstand verwendet werden kann, können mehrere Teammitglieder zusammenarbeiten, Informationen austauschen und effizienter gestalten. Mehrere Designläufe können einfach eingereicht werden, Best Practices sind in den automatisierten Prozess integriert, wodurch mögliche Fehler reduziert werden, während die Kosten für die besten Simulationen ausgeglichen werden und ein optimales Design ermöglicht wird.

„Die Cloud-Umgebung hat zu einer viel schnelleren/natürlichen Zusammenarbeit zwischen Standorten und Ländern geführt. Die Möglichkeit, Ergebnisse gleichzeitig zwischen Standorten und Engineering-Gruppen ohne Dateiübertragungen und ohne Installation von Software anzuzeigen/zu verarbeiten, hat zu einer besseren Kommunikation von Ergebnissen und Ideen geführt“, sagte der SIMULIA Champion 2020 Jamison Huber, Sr. Simulation Engineer vom NA Acceleration Center in Doosan Rotluchs (Bismarck, ND).

SIMULIA bietet eine einzigartige und integrierte Motorkühlungslösung für die Industrie-, Bau- und Landmaschinenindustrie, die das wirklich rotierende Netz für die Kühlgebläsemodellierung und den vollständig transienten und hochgenauen Lattice-Boltzmann-Solver von PowerFLOW nutzt.

„Dieser neue automatisierte Prozess, der alle Punkte des CFD-Simulationsprozesses durch Automatisierungstechniken einschließlich Computer Vision verbindet, hat eine neue Ära für den Markt für Motorkühlungssimulationen eröffnet“, sagte Kandasamy.

Um den Unterschied zu verstehen, den der neue automatisierte Prozess ausmacht, muss man den Simulationsprozess ohne ihn verstehen. Der Analytiker müsste Kenntnisse in Strömungsmechanik, Wärmeübertragung, Lüftermodellierung und Wärmetauscherkonstruktion haben. Er oder sie müsste auch wissen, wie das Oberflächennetz aus dem CAD-Modell vorbereitet wird, was mehrere Tage oder länger dauern kann, und der Analytiker müsste wissen, wie das Volumennetz vorbereitet wird. Sobald das Modell vorbereitet ist, besteht der nächste Schritt darin, alle Simulationsparameter in die GUI-basierte Software einzugeben, was davon ausgeht, dass der Analytiker bereits ein genaues Verständnis der Software hat. Leider ist dies ein sehr fehleranfälliger Prozess, bei dem menschliche Fehler häufig vorkommen. Nach Ablauf der Simulation verarbeitet der Analytiker die Simulationsergebnisse manuell, wiederum vorausgesetzt, er weiß, was für eine gute Qualitätsprüfung der Ergebnisse erforderlich ist und wie er die notwendigen Informationen aus der Simulation erhält. Der manuelle Prozess kann mehrere Tage dauern und verschwendet zudem Ressourcen, wenn aufgrund von Fehlern im Simulationsaufbau Wiederholungen erforderlich sind.

Der neue automatisierte Prozess integriert all diese Simulationsprozesse durch automatisches Vorbereiten des Oberflächennetzes aus dem CAD-Modell, Vorbereiten des Volumennetzes, Vereinfachen der Simulationseingabeparameter, Übermitteln der Simulation zum Laufen und automatisches Generieren von Standardsimulationsergebnissen. Jeder Schritt beinhaltet standardmäßige Best Practices, die in Tausenden von Simulationen entwickelt wurden, um die genauesten Simulationsergebnisse zu liefern. Die gesamte Arbeitszeitersparnis beträgt bis zu 80 %.

„Als Ingenieur, der in einer wettbewerbsorientierten Welt tätig ist, gibt mir der automatisierte Prozess die Möglichkeit, einige sehr komplexe und teure Tests zu simulieren und so die Anzahl der physischen Tests zu reduzieren. Der Prozess wird vom SIMULIA-Team ständig verbessert, indem ich den Vernetzungsprozess automatisiere, die Analyse einrichte und die Ergebnisse ablese Ingenieur des Power Train Engineering Department in Doosan Portable Power (Statesville, NC).

Der automatisierte Simulationsprozess der Motorkühlung ist in der SIMULIA Cloud angesiedelt, was die Zusammenarbeit zwischen einzelnen Abteilungen und Standorten noch einfacher macht; Alle Dateien werden in einer sicheren Umgebung aufbewahrt, auf die jeder, der dem Projekt zugewiesen ist, jederzeit zugreifen kann. Der neue automatisierte Prozess von SIMULIA macht mit seiner Benutzerfreundlichkeit und seinem einfachen Zugriff einen komplizierten Prozess extrem einfach.