Lehrstuhl für Antriebe in der Fahrzeugtechnik (LAF)

Simulation


Über die Jahre haben sich am Lehrstuhl diverse Berechnungstools etabliert.

Im Bereich der 0D/1D-Strömungssimulation bietet uns GT-Power von Gamma Technologies die Möglichkeit unterschiedlichste Anwendungsfälle und Problemstellungen zu bearbeiten. Dazu zählen unter Anderem:

  • Simulationen des Ladungswechsels
  • Steuerzeitenoptimierungen
  • Druckverlaufsanalysen und Verlustteilungen 

In Kopplung mit anderen Tools lassen sich auch weitaus komplexere Aufgaben realisieren. Wie zum Beispiel:

  • turbulenzbasierte, prädiktive Verbrennungsmodelle (CFD-Kopplung)
  • Fahrzyklensimulation (inkl. Warm-Up), z.B. NEDC, RDE

AVL Fire und Ansys CFX bieten uns die Möglichkeit komplexere Strömungen numerisch zu berechnen und sowohl grafisch, als auch numerisch auszuwerten. Dies findet unter anderem Anwendung bei:

  • Berechnung und Optimierung des Wassermantels
  • Einlasskanaloptimierung (z.B. Durchflusscharakteristik)
  • Optimierung Ansaugluftführung/Sammler (Gleichverteilung AGR/CNG)
  • Zylinderinnenströmung und Gemischhomogenisierung
  • Turbulenz und Restgasverteilung
  • Optimierung Kolbendesign
  • Verbrennungsoptimierung inkl. Reaktionskinetik

Der Lehrstuhl blick auf eine lange Historie im Bereich der Mehrkörpersimulation und Ventiltriebsauslegung zurück. Bei den dabei zur Anwendung kommenden Tools handelt es sich um Matlab, GT-Valvetrain und RecurDyn. 

  • Auslegungssoftware für mech. voll variable Ventiltriebe (Basis Matlab)
  • gekoppelte Validierungsmodelle GT-Valvetrain/RecurDyn
  • FEM/MKS Kopplung (RecurDyn)

Die stetig steigenden Anforderungen aufgrund der gesetzlich vorgeschriebenen Emissionsgrenzwerte stellen die Entwickler vor immer neue Herausforderungen.

Mit den Real Driving Emissions (RDE) wurde eine Methode verpflichtend für alle neu zuzulassenden Diesel-PKW's eingeführt, die eine Emissionsmessung im realen Straßenbetrieb vorschreibt. Um auch diesen Anforderungen entsprechen zu können, wurde ein RDE-konformer Zyklus rund um Kaiserslautern entwickelt und sowohl simulativ, als auch experimentell erprobt.

Aufbauend auf diesen Ergebnissen kann der Einfluss verschiedenster Entwicklungsmaßnahmen im Hinblick auf den RDE-Zyklus simulativ betrachtet und bewertet werden.

An unseren hochdynamischen Prüfständen werden wir in Kürze die Möglichkeit haben diese Simulationen mit Messdaten zu validieren und zu verifizieren. Mit Hilfe des Tools Carmaker von IPG ist es uns möglich den zuvor geplanten, virtuellen Fahrversuch auf die Motoren unserer Prüfstände zu übertragen.

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