CFD-Simulationen stellen heute ein wichtiges Instrument der modernen Entwicklung dar. Bei der Gesellschaft LENAM funktionieren sie als virtuelles Labor, das es ermöglicht, Entwürfe noch vor der Herstellung des ersten Prototyps zu testen und zu optimieren. Dadurch lassen sich die Kosten für physische Tests deutlich senken und gleichzeitig der gesamte Entwicklungszyklus beschleunigen.
CFD-Simulationen analysieren Strömungen von Flüssigkeiten und die Wärmeübertragung
CFD (Computational Fluid Dynamics), auch bekannt als Berechnungasmechanik für Flüssigkeiten, ist ein wissenschaftliches Fachgebiet und ein ingenieurtechnisches Instrument, das Computersimulationen und numerische Methoden zur Analyse und Lösung von Problemen im Zusammenhang mit der Strömung von Flüssigkeiten und der Wärmeübertragung nutzt. Sie ermöglicht eine detaillierte Analyse des Verhaltens von Flüssigkeiten und Gasen unter verschiedenen Bedingungen und in unterschiedlichen Einrichtungen.
Eine Stärke der Gesellschaft LENAM ist die Kombination aus kommerziellen und Open-Source Instrumenten, die das Team in Fällen einsetzt, in denen die kommerzielle Software nicht die gewünschte Funktionalität bietet. Dank ihres fundierten Verständnisses der physikalischen Prinzipien sind die Ingenieure von LENAM in der Lage, diese Werkzeuge so anzupassen und zu optimieren, dass sie selbst sehr spezifische Aufgaben präzise gemäß den konkreten Anforderungen des Kunden lösen. CFD-Simulationen decken bei LENAM ein breites Anwendungsspektrum ab.
Langjähriger Partner der Automobilindustrie
In der Automobilindustrie werden CFD-Simulationen beispielsweise zur Analyse von Flüssigkeitsströmungen in Schmierkanälen oder Rohrleitungssystemen, aber auch für komplexere Vorgänge wie die Strömung in Zylindern von Motoren eingesetzt. LENAM ist jedoch nicht nur ein Lieferant von Berechnungen – es ist ein Partner für die Entwicklung nachhaltiger und sicherer Fahrzeuge. LENAM arbeitet bereits seit über 30 Jahren mit Škoda Auto zusammen, und dank der Zusammenarbeit mit der Gesellschaft AUREL ist eine einzigartige Verbindung von Simulationen und virtuellen Prüfungen mit experimentellen Tests zustande gekommen.
Wärmemanagement bei Batterien und Gebäuden
Eines der wichtigsten Themen der Gegenwart ist das Wärmemanagement, insbesondere bei Batterien und Leistungselektronik. LENAM konzentriert sich auf die Optimierung von Kühlsystemen – von der Planung der Luftströmung bis hin zu komplexen Flüssigkeitskreisläufen. CFD-Simulationen ermöglichen eine präzise Einstellung der Effizienz von Wärmetauschern und die Planung eines optimalen Kühlkonzepts. Die Ingenieure von LENAM nutzen fortschrittliche Simulationsmodelle, mit denen sich das thermische Verhalten von Batterien verfolgen und deren Kühlung sowie Erwärmung optimieren lässt. Ziel ist die Maximierung der Lebensdauer und Sicherheit, sei es bei Elektromobilen, Leistungselektronik oder batteriegepufferten Speicherplätzen.
CFD-Simulationen werden auch zum Analysieren von Luftströmungen in Gebäuden und Wohnungen eingesetzt, einschließlich der Wärme- oder Kälteverteilung in den Räumen. Dank ihnen lassen sich Lüftungs- und Klimaanlagen effizient entwerfen – die Luftströmung, die Temperaturverteilung und die Gestaltung insgesamt können so optimiert werden, dass ein Höchstmaß an Komfort für die Benutzer bei gleichzeitiger maximaler Energieeffizienz erreicht wird.
Aeroakustik: Wenn sich die Strömung bemerkbar macht
Mit dem Einzug leiser Elektromotoren rückt die Aeroakustik in den Vordergrund. Der durch die Luftströmung verursachte Lärm übertönt heutzutage häufig den eigentlichen Lärm des Antriebs. Die CFD-Simulationen von LENAM helfen daher bei der Identifizierung von unerwünschten Lärmquellen – – beispielsweise bei Rückspiegeln, A-Säulen, Gebläsen, Lüftern oder Konstruktionsdetails. LENAM entwirft Komponenten von Grund auf und analysiert deren Verhalten noch vor der Produktion.
Der Komfort der Fahrzeuginsassen unter der Lupe von Simulationen
Ein spezifischer Bereich sind Simulationen, die sich mit dem Wärmeempfinden des Menschen befassen. LENAM nutzt fortschrittliche Modelle der menschlichen Wärmeregulierung, die es ermöglichen, die Reaktion des Körpers auf Luftströmungen und Temperaturbedingungen zu verfolgen. Auf diese Weise lässt sich abschätzen, wie verschiedene Benutzergruppen – beispielsweise Fahrgäste in einem Bus oder Passagiere in einem Flugzeug – die Umgebung wahrnehmen werden, und die Klimaanlageneinstellungen so anpassen, dass sie einem möglichst großen Anteil der Menschen zusagen.
CFD-Simulationen finden auch im Bereich der Turbomaschinen, wie beispielsweise Turbinen oder Pumpen, Anwendung. Bei diesen Einrichtungen helfen sie beim Analysieren der komplizierten Wechselwirkungen zwischen Strömung, Wärme und mechanischer Beanspruchung und tragen zu einer höheren Wirksamkeit und Zuverlässigkeit bei.
Die Zukunft von CFD: neue Methoden und intelligente Berechnungen
Für die Zukunft wird eine weitere Entwicklung in diesem Bereich erwartet, insbesondere bei der Verknüpfung von Simulationen mit dem realen Betrieb und Methoden des maschinellen Lernens. Diese können wiederkehrende Berechnungen beschleunigen, auch wenn der Entwurf neuer Konstruktionen selbst weiterhin eine Domäne des ingenieurtechnischen Know-hows bleibt. Zukunftsweisend sind auch neue Berechnungsmethoden, beispielsweise partikelbasierte Ansätze (Smooth Particle Hydrodynamics), die keine Erstellung eines Berechnungsgitters erfordern und Simulationen erheblich vereinfachen und beschleunigen können.
Bei CFD geht es heute nicht mehr nur um Luftströmungen. Es handelt sich um ein umfassendes Instrument, das Physik, Berechnungen und ingenieurtechnisches Know-how in Form eines digitalen Labors vereint – bereit, selbst die anspruchsvollsten Entwicklungsherausforderungen zu lösen.
Wissen Sie, wie CFD-Simulationen auch Ihre Entwicklung effizienter gestalten können? Wenden Sie sich an LENAM und treiben Sie Ihre Projekte schon ab dem ersten Entwurf voran – schneller, präziser und kostengünstiger.
