Bahnbrechende Simulationstechnik zum Optimieren aerodynamischer Formen

ESI Group bringt eine bahnbrechende Simulationstechnik zum Optimieren aerodynamischer Formen auf den Markt

Der PAM-FLOWTM-Adjoint-Solver reduziert drastisch die Anzahl an Iterationen bei der CFD-Formoptimierung einer Automobil-Luftführung

ESI Group (ESIN FR0004110310) hat eine neue Technologie namens PAM-FLOWTM/AS (Adjoint Solver) in ihre Strömungs-Software CFD (Computational Fluid Dynamics) zum Optimieren aerodynamischer Formen eingegliedert. Damit erzielte das Unternehmen einen Durchbruch auf dem Gebiet des simulationsgestützten Konstruierens SBD (Simulation Based Design).

Das CFD-bezogene Optimieren ist hinsichtlich der Rechner-Ressourcen eine sehr anspruchsvolle Aufgabe. Der entscheidende Vorteil der Methode, die auf der Adjoint-Lösung beruht, liegt darin, dass bei der Konstruktion unabhängig von der Anzahl der Konstruktions- parameter weniger Iterationen durchgeführt werden müssen und deshalb die Anzahl der DOE- Simulationen (DOR – Design of Experiment) beim Optimieren drastisch reduziert wird.

Die Software PAM-FLOWTM/AS von ESI Group umfasst eine automatisierte Optimierungsmethode einschließlich automatischer Netzerzeugung und Formänderung der analytischen oder diskreten Oberflächen, um Geometrien präzise darstellen zu können.

Volkswagen und ESI Group untersuchten gemeinsam eine HVAC-Luftführung (HVAC – Heating Ventilation Air Conditioning) und setzten dazu den Adjoint-Solver sowie ein konventionelles Optimierungsverfahren ein. Der Adjoint-Solver ist sowohl bei der erzielten Lösung als auch bei der dafür benötigten CPU-Leistung überlegen. Mit zwei Adjoint-Konstruktions-Iterationen konnte der Druckverlust um 20 % verringert werden, die Form wurde automatisch in sechs Stunden aktualisiert. Die konventionelle Optimierungsalternative erforderte dahingegen 600 Konstruktions-Iterationen (600 CFD-Solver-Durchgänge), um den Druckverlust in gleichem Maße zu reduzieren.

„Der Adjoint-Solver weist ein großes Potential auf, um die Anzahl an Prototypen im gesamten Konstruktionsprozess zu reduzieren. Für Automobilkonstrukteure, die CFD-Lösungen nutzen, ist er einer der größten Durchbrüche. „Wir bei Volkswagen beschäftigen uns gemeinsam mit Ingenieuren von ESI Group sehr intensiv mit dieser Methode, um die Anwendung von der Luftführung ausgehend auch auf Reibungs-, Auftriebs- und Yaw-Momente in der Aerodynamik, die Aero-Akustik und die Konstruktion von Ansaugkrümmern und so weiter auszuweiten“, sagt Dr. C. Othmer. Er gehört zu der für rechnergestützte Engineering-Techniken zuständigen Abteilung bei Volkswagen in Wolfsburg und hat auf der EUROGEN 2005 einen Beitrag über das Optimieren aerodynamischer Formen mit dem PAM-FLOWTM-Adjoint-Solver vorgestellt.

„Für ESI Group ist dieser Adjoint-Solver eine ihrer strategischen Technologien zum simulationsgestützten Konstruieren, um Endanwendern ein Verfahren an die Hand zu geben, das zu ihrem Simulationsumfeld passt“, ergänzt Dr. Ming Zhu, CFD Produkt Manager, ESI Group. „Wir führen mit Volkswagen und anderen Industriepartnern in aller Welt gemeinsame Untersuchungen durch, um unsere Technologien zu optimieren und an alle unsere CFD- Softwares anzupassen.“

Die ESI Group will die Software PAM-FLOWTM/AS im Frühjahr 2006 auf den Markt bringen.

Die CFD-Softwares von ESI Group

Die CFD-Lösungen von ESI Group bestehen aus einem weiten Spektrum an Modellen und Funktionalitäten, die auf einige Schlüsselmärkte konzentriert sind: CFD-ACE+TM ist eine Finite-Volumen-Software für CFD-bezogene multiphysikalische Simulationen. Hierzu gehören die Wechselwirkung zwischen Flüssigkeiten und Struktur, der Elektromagnetismus, die Biochemie, die Plasmatechnik, die Brennstoffzellentechnik und viele weitere Disziplinen; CFD-FASTRANTM ist eine Finite-Volumen-Software für super- bis hypersonische Strömungsvorgänge unter Berücksichtigung bewegter Körper und die damit verbundene Nicht- Gleichgewichts-Chemie; PAM-FLOWTM ist eine Finite-Elemente-Software für aero-akustische Aufgaben im Automobilbau; CFD-CADalyzerTM ist eine einfach zu benutzende CFD-Software, die in vielen CAD- Anwendungen integriert ist und sich von Konstrukteuren leicht einsetzen lässt; CFD-TOPOTM ist auf nanotechnologische Prozesse spezialisiert; CFD-VISCARTTM erlaubt eine effiziente Bereinigung von CAD-Daten und die automatische Erzeugung von CAD-Oberflächen und -Volumennetzen.

Hintergrund ESI Group:

ESI Group entwickelt Software für virtuelle Versuche. Das Unternehmen leistete auf diesem Gebiet Pionierarbeit und gehört heute zu den weltweit führenden Anbietern von Programmen, die unter Berücksichtigung der physikalischen Werkstoffeigenschaften die Prototypen- Herstellung und industrielle Fertigungsverfahren simulieren. ESI Group hat ein zusammenhängendes Angebot von Anwendungsmöglichkeiten entwickelt. Damit können realitätsnah das Verhalten von Produkten während der Versuche simuliert, Fertigungsverfahren in Abstimmung auf die verlangten Eigenschaften zur Anwendungsreife gebracht und die Auswirkung des Umfeldes auf die Nutzung bewertet werden.

Die industriell bereits erprobten und in die Wertschöpfungskette zahlreicher Branchen integrierten Produkte sind eine einzigartige Lösung in der virtuellen Ingenieurtechnik, dem Virtual Try-Out Space oder VTOS, und ermöglichen es, die virtuelle Prototypenfertigung kontinuierlich und in Zusammenarbeit zu verbessern. Mit diesem integrierten Protokoll ist es einem Unternehmen möglich, mit jedem anderen zusammenzuarbeiten sowie Anwendungsmöglichkeiten zu nutzen, die von unabhängigen Software-Anbietern entwickelt wurden.

Die VTOS-Lösungen reduzieren beträchtlich die Kosten und Entwicklungszeiten und bringen große Wettbewerbsvorteile mit sich, da die Herstellung von physischen Prototypen zunehmend entfällt. Damit erzielte die am Neuen Markt von Euronext Paris kotierte ESI Group im Geschäftsjahr 2004 einen Umsatz von fast 60 Millionen Euro. Das Unternehmen beschäftigt in seinem weltweiten, mehr als 30 Länder abdeckenden Netz fast 500 hoch qualifizierte Spezialisten. Die ESI Group ist im Eurolist Compartment C von Euronext Paris gelistet.

ESI-Group wurde am 20. Januar 2000 von der französischen Innovations-Agentur Anvar als „innovatives Unternehmen“ eingestuft und ist für Technologie-orientierte Venture-Kapital-Fonds wählbar.

Virtual Try-Out Space® und VTOS® sind Schutzmarken von ESI Group. Alle anderen erwähnten Produkte, Namen oder Firmen sind Marken oder Schutzmarkern der jeweiligen Eigentümer.

Kontakt:
ESI Group
Nathalie David-Franc, Leiterin Kommunikation
Tel.: + 33 1 41 73 58 35
E-Mail: nathalie.david-franc@esi-group.com

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