Machines koel houden met cloudgebaseerde simulatieoplossing

Hoewel simulatie al lang in gebruik is in sommige industrieën, zijn andere gebieden, zoals industrie, bouw en landbouwmachines, zijn er pas mee begonnen. Deze industrieën hebben echter belangrijke toepassingen gevonden voor de technologie, met name op het gebied van motorkoeling.

In tegenstelling tot auto's hebben deze langzaam bewegende en stationaire machines geen "vrije" ramlucht om te helpen bij de koeling, maar vertrouwen ze uitsluitend op de prestaties van het koelpakket, inclusief koelventilator(en) en warmtewisselaars om de overtollige warmte af te voeren. Een effectief koelsysteem is voor hen dan ook uitermate belangrijk. Koeling handhaaft de thermische efficiëntie en voorkomt dat onderdelen oververhit raken en de daaruit voortvloeiende veiligheids- en duurzaamheidsproblemen. Geleidelijke verwarming is vereist om thermische schokken te voorkomen, en uniforme koeling is cruciaal om temperatuurpieken te voorkomen die kunnen leiden tot structurele problemen.

Het ontwerpen van een effectief systeem om koelvloeistof rond het motorblok te laten circuleren is een complexe taak die met de juiste digitale processen aanzienlijk kan worden vereenvoudigd. Het is noodzakelijk om deze koelvloeistof op een lage temperatuur te houden, zelfs in warme omgevingen, om de prestaties op peil te houden en ze draaiende te houden .

Sommige digitale processen vereisen echter veel expertise vanwege hun complexiteit. Dit stelt serieuze grenzen aan wie kan werken aan een koelsysteemontwerp, waarbij taken worden gedelegeerd aan de meer simulatiebewuste, zeldzame personen binnen een bedrijf. In sommige bedrijven bestaan ​​die personen misschien niet, waardoor het bedrijf gedwongen wordt het simulatiewerk uit te besteden aan technische dienstverleners of waardevolle tijd en geld te besteden aan aanvullende training. Erger nog, ze kunnen uiteindelijk vertrouwen op fysieke tests die de prestaties van de machine ernstig schaden en tegelijkertijd de ontwikkelingskosten verhogen. Zelfs met die training kunnen onervaren gebruikers fouten maken. Dit kan leiden tot vertragingen bij het vrijgeven van de machines, overschrijdingen van budgetten voor productontwikkeling en verlies van marktaandeel.

SIMULIA heeft echter een cloud-aangedreven oplossing ontwikkeld die gemakkelijk kan worden gebruikt door ontwerpers, simulatie-analisten en experts. Het geautomatiseerde proces voor motorkoeling, dat gebruikmaakt van PowerFLOW en wordt gehost op SIMULIA Cloud, is volledig geautomatiseerd en vereist geen voorafgaande kennis van simulatie. Een gebruiker hoeft alleen maar basisgegevens in te voeren over de gewenste bedrijfstoestand van de machine, en het geautomatiseerde proces doet de rest van het werk, waarbij wordt gesimuleerd hoe het koelsysteem zal functioneren in geïnstalleerde toestand.

"We weten precies wat de pijnpunten van onze klanten zijn wanneer ze zich wenden tot simulatietechnologieën om te helpen met de motorkoelsystemen", zegt Tristan Donley, Industry Process Consult Senior Manager van SIMULIA. "We hebben naar hun feedback geluisterd en daarom heeft SIMULIA een geautomatiseerde oplossing voor de markt ontwikkeld."

Volgens Satheesh Kandasamy, Industry Process Expert Director van SIMULIA:"Het idee om een ​​geautomatiseerd proces te ontwikkelen is ontstaan ​​uit onze ervaring met de fabrikanten van apparatuur over de hele wereld, waarbij een ingenieur die betrokken is bij het testen, een apparatuur ontwerpt die ook simulaties moet uitvoeren om inzicht te krijgen in redenen voor prestatieverandering als gevolg van ontwerpwijzigingen. In tegenstelling tot de T&M-industrie heeft de IE-industrie niet altijd een speciale CAE-divisie die analyse kan ondersteunen. Dit betekent dat de ingenieurs die aan het ontwerp en het testen van de apparatuur werken, ook de analyse moeten doen. Helaas, vanwege de veeleisende taak van het ontwerpen van apparatuur, is er geen tijd voor de ingenieur om een ​​CAE-workflow te leren die meerdere modules omvat die nogal variëren. Om onze klanten in staat te stellen apparatuur van wereldklasse te ontwerpen en te ontwikkelen waarin ze uitblinken, hebben we een strategische beslissing genomen om dit end-to-end geautomatiseerde proces te ontwikkelen om de resultaten te leveren waarnaar onze klanten op zoek waren om apparatuur van wereldklasse te ontwerpen .”

Omdat het geautomatiseerde proces van SIMULIA door iedereen kan worden gebruikt, ongeacht het ervaringsniveau, kunnen meerdere teamleden samenwerken, informatie delen en efficiënter ontwerpen. Meerdere ontwerpruns kunnen eenvoudig worden ingediend, best practices zijn ingebouwd in het geautomatiseerde proces, waardoor mogelijke fouten worden verminderd, terwijl de beste simulatiekosten in evenwicht worden gehouden en een optimaal ontwerp mogelijk is.

“De cloudomgeving heeft geleid tot een veel snellere/natuurlijke samenwerking tussen sites en landen. De mogelijkheid om resultaten gelijktijdig te bekijken/verwerken tussen sites en technische groepen zonder bestandsoverdracht en zonder software om te installeren, heeft geleid tot een betere communicatie van resultaten en ideeën”, zegt SIMULIA-kampioen 2020 Jamison Huber, Sr. Simulation Engineer van NA Acceleration Center in Doosan. Bobcat (Bismarck, ND).

SIMULIA biedt een unieke en geïntegreerde oplossing voor motorkoeling voor de industriële, bouw- en landbouwmachine-industrie, waarbij gebruik wordt gemaakt van het echt roterende gaas voor het modelleren van koelventilatoren en de volledig tijdelijke en zeer nauwkeurige Lattice-Boltzmann-oplosser van PowerFLOW.

"Dit nieuwe geautomatiseerde proces, dat alle punten in het CFD-simulatieproces verbindt door middel van automatiseringstechnieken, waaronder computervisie, heeft een nieuw tijdperk ingeluid voor de simulatiemarkt voor motorkoeling", zegt Kandasamy.

Om het verschil te begrijpen dat het nieuwe geautomatiseerde proces maakt, moet men het simulatieproces zonder dit proces begrijpen. De analist moet kennis hebben van vloeistofmechanica, warmteoverdracht, ventilatormodellering en ontwerp van warmtewisselaars. Hij of zij zou ook moeten weten hoe de oppervlaktegaas moet worden voorbereid op basis van het CAD-model, wat meerdere dagen of langer kan duren, en de analist zou kennis moeten hebben van hoe de volumegaas moet worden voorbereid. Als het model eenmaal is voorbereid, is de volgende stap het invoeren van alle simulatieparameters in de GUI-gebaseerde software, waarbij wordt aangenomen dat de analist de software al goed begrijpt. Helaas is dit een zeer foutgevoelig proces waarbij menselijke fouten vaak voorkomen. Nadat de simulatie is uitgevoerd, verwerkt de analist handmatig de simulatieresultaten, opnieuw in de veronderstelling dat hij of zij weet wat nodig is voor een goede kwaliteitscontrole van de resultaten en hoe de benodigde informatie uit de simulatie kan worden gehaald. Het handmatige proces kan enkele dagen duren en kost ook middelen als herhalingen nodig zijn vanwege fouten in de simulatie-instellingen.

Het nieuwe geautomatiseerde proces integreert al deze simulatieprocessen door automatisch het oppervlaktenetwerk voor te bereiden op basis van het CAD-model, het volumenetwerk voor te bereiden, de simulatie-invoerparameters te vereenvoudigen, de simulatie in te dienen om uit te voeren en het automatisch genereren van standaardsimulatieresultaten. Elke stap omvat standaard best practices die zijn ontwikkeld over duizenden simulaties om het meest nauwkeurige simulatieresultaat te bieden. De totale arbeidstijdbesparing is tot 80%.

“Als ingenieur die in een competitieve wereld opereert, geeft het geautomatiseerde proces me de kans om een ​​aantal zeer complexe en dure tests te simuleren, waardoor het aantal fysieke tests wordt verminderd. Het proces wordt altijd verbeterd door het SIMULIA-team, door het meshing-proces te automatiseren, de analyse op te zetten en de resultaten te lezen, met slechts wat tussenkomst van mijn kant kan ik sommige resultaten veel sneller zien, "zei Sergiu Ciuparu, de Design Ingenieur van de afdeling aandrijflijntechniek in Doosan Portable Power (Statesville, NC).

Het geautomatiseerde simulatieproces voor motorkoeling bevindt zich op de SIMULIA Cloud, waardoor het voor individuen nog gemakkelijker wordt om over afdelingen en afzonderlijke locaties heen samen te werken; alle bestanden worden bewaard in een veilige en beveiligde omgeving die op elk moment toegankelijk is voor iedereen die aan het project is toegewezen. Met zijn gebruiksgemak en toegang maakt het nieuwe geautomatiseerde proces van SIMULIA een gecompliceerd proces uiterst eenvoudig.