Numerische Simulationen sind ein mächtiges Werkzeug, das dabei hilft, die Herausforderungen der Mobilität zu lösen.
Mobilität ist heute ein äußerst wichtiges Thema und gewinnt immer mehr an Bedeutung. Die numerische Simulation hat der Transportindustrie (Zug, Flugzeug und natürlich das Auto) enorm geholfen. Heute begleiten Sie die Experten von DAES über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg: vom Fahrzeug bis zu den Mobilitätsszenarien. Unsere Ingenieure helfen Ihnen dabei, die physikalischen Herausforderungen zu berücksichtigen und die Chancen einer nachhaltigen Mobilität herauszuarbeiten.
Insgesamt kann die numerische Simulation dazu beitragen, die Mobilität zu verbessern, indem sie ein besseres Fahrzeugdesign, eine effizientere Routenplanung und ein besseres Management der bestehenden Verkehrsinfrastruktur ermöglicht.
Ein Markt im Wandel: Konnektivität, Ökologie und Regulierung
Die Automobilindustrie ist gleichzeitig mit einer Reihe beispielloser strategischer Herausforderungen konfrontiert: disruptive Veränderungen, schnelle Expansion, Erneuerung der Modellreihen – und das alles vor dem Hintergrund der digitalen Revolution. Aufkommende Technologien wie Elektroautos und netzwerkbasierte Anwendungen gestalten den Bereich der Herstellung von Transportmitteln neu. Schließlich zwingen Umweltvorschriften und die steigende Nachfrage nach alternativen Mobilitätskonzepten die Hersteller, sich anzupassen und mehr Innovationen zu entwickeln. Ingenieure können mithilfe der digitalen Simulation Fahrzeuge entwerfen und testen, bevor sie sie physisch bauen. Dadurch können die Entwicklungskosten und -zeiten gesenkt werden, während gleichzeitig die Qualität und Sicherheit der Fahrzeuge verbessert und der Bedarf an Prototypen verringert wird.
Lösungen für die Zukunft der Automobilinnovation
DAES unterstützt Sie bei der Entwicklung der Fahrzeuge von morgen sowie bei der Konzeption neuer, flexiblerer und leistungsfähigerer Industrieanlagen (Industrieprozesse und Wartung über digitale Zwillinge). Unsere Interventionsformen können verschiedene Formen annehmen: Entwurfsleistungen vor Ort oder ausgelagerte technische Plattformen für Unterbaugruppen oder komplette Fahrzeuge.
Aerodynamische Untersuchung eines Autos
Aerodynamik ist die Wissenschaft, die sich mit Luftströmungen und ihren Auswirkungen auf sich bewegende Objekte befasst. Sie ist wichtig, weil sie uns hilft zu verstehen, wie Luft die Bewegung von Objekten beeinflusst und wie man diese Effekte nutzen kann, um das Design von sich bewegenden Objekten zu verbessern. CFD-Studien zu modernen Autos sind sehr umfangreich und helfen, Geräusche für den Komfort der Passagiere zu reduzieren oder die Energieeffizienz von Fahrzeugen zu verbessern. durch die Modellierung von Flüssigkeitsströmungen um das Fahrzeug herum.
Crash-Test
Für Autos gelten Normen zum Schutz der Passagiere im Falle eines Crashs. Heutzutage wird eine große Anzahl von numerischen Crash-Simulationen mit Tools wie LS-DYNA oder PAM CRASH durchgeführt. Dadurch können echte Crashtests mit Dummys deutlich reduziert werden und die Sicherheit der Passagiere wird erhöht.
Bewertung der Verkehrsinfrastruktur
Simulationen können verwendet werden, um bestehende Verkehrsinfrastrukturen wie Straßen, Brücken und Tunnel zu bewerten. So können Sicherheitsprobleme erkannt, Reparaturen und Verbesserungen geplant und Verkehrsbehinderungen während der Bauarbeiten minimiert werden.
Bewertung der Verkehrspolitik
Simulationen können verwendet werden, um verkehrspolitische Maßnahmen zu bewerten, z. B. Programme für Fahrgemeinschaften oder öffentliche Verkehrsmittel. Dadurch können die Auswirkungen dieser Maßnahmen auf den Verkehr, die Luftqualität und die Umwelt vorhergesagt und fundierte Entscheidungen über ihre Umsetzung getroffen werden.
Die Simulation ermöglicht die Optimierung der Betriebsabläufe sowie des Komforts und der Sicherheit der Öffentlichkeit.
Wir begleiten die Akteure im Eisenbahnsektor, indem wir ihnen ermöglichen, virtuelle Prototypen von Komponenten, Subsystemen und kompletten Schienenfahrzeugen zu erstellen und zu testen. Die Anforderungen an die Konstruktion sind je nach Einsatz des Fahrzeugs sehr unterschiedlich, z. B. Innen-/Außenbereich, Fracht/Passagiere, Anzahl der Schienen, Höchstgeschwindigkeit des Zuges, vorbeugende Wartung. Unsere Lösungen sind die Antwort auf die Herausforderungen der Eisenbahnindustrie.
Strukturstudie eines Waggons oder einer Lokomotive
Ein Zug hat natürlich strukturelle Anforderungen, sowohl aus technischen Gründen (die Reparatur eines Waggons ist keine triviale Aufgabe) als auch aus Gründen der Sicherheit der Fahrgäste. Die Normen schreiben zahlreiche Lastfälle vor, die der numerischen Simulation einen großen Stellenwert einräumen. Beispielsweise sind statische Berechnungen erforderlich, mit denen die strukturelle Integrität von Fahrgestellen unter statischer Belastung, aber auch unter Ermüdung abgeschätzt werden kann. Diese Überprüfungen erstrecken sich auch auf Lötstellen, bei eingebetteten Komponenten auch auf Schrauben und Muttern.
Schwingungsverhalten von Zugstrukturen
Statische Berechnungen allein reichen nicht aus. Modal- oder PSD-Analysen sind nicht nur für das Design (z. B. von Stoßdämpfern) notwendig, sondern auch, um den Einfluss von Vibrationen auf die Lebensdauer des Materials abzuschätzen.
Untersuchung der bei einem Crash induzierten Stöße oder der Verbindung zwischen Waggons
Explizite Analysen können auch durchgeführt werden, um die Auswirkungen eines Aufpralls auf die Passagiere abzuschätzen (Crashtest) oder um die Belastungen in der Verbindung zwischen 2 Waggons abzuschätzen, die beim Einhaken große Kräfte in kurzer Zeit mit sich bringt.
Schätzung der Kräfte zwischen Komponenten mithilfe der Starrkörperdynamik
Solche Analysen können durchgeführt werden, um die Kräfte in den verschiedenen Komponenten des rollenden Materials zu schätzen, aber auch die Frequenzen der Schwingungen, die von den Fahrgästen während der Fahrt empfunden werden. Dies ist in der Tat ein wichtiger Faktor für ihren Komfort.
Aerodynamische Untersuchung von Zügen und Waggons
Wie bei jedem Fahrzeug ist es auch bei einem Zug wichtig, die Luftströmung um den Zug herum zu optimieren, insbesondere um seine Energieauswirkungen zu verringern. In diesem Fall ist die gleiche Art von Analyse erforderlich wie bei einem Auto. Die Bedingungen sind jedoch unterschiedlich. Zum Beispiel sind Zugkreuzungen und/oder die Durchfahrt durch einen Tunnel zu berücksichtigende Schritte.
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Untersuchung der Kühlung von Geräten
Neben den bereits erwähnten externen CFD-Analysen können auch wageninterne Studien durchgeführt werden, um z. B. die Heizung oder Klimaanlage zu optimieren.
Solche Analysen (CHT) können auch an bestimmten Komponenten wie Bremssystemen durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass diese unter normalen Bedingungen, aber auch bei einer Notbremsung wirksam und belastbar sind.
Akustik
Der Komfort der Passagiere beinhaltet auch den Aspekt der Akustik. So werden akustische Analysen durchgeführt, um sicherzustellen, dass der Lärm, den der Fahrgast beim Befahren bestimmter Gleisabschnitte oder bei der Kreuzung mit einem anderen Zug empfindet, erträglich ist.
In der heutigen Zeit ist es von entscheidender Bedeutung, die Verkehrsströme in städtischen Gebieten zu kontrollieren. So ist es nun möglich, die Bewegungen von Menschen zu simulieren, die verschiedene Verkehrsmittel für ihre urbane Mobilität nutzen: Zug, Bus, Auto, Roller, Fahrrad, Pedelec, zu Fuß gehen … die Fortbewegungsarten variieren und die Verkehrsströme auch. Die Stadt von morgen soll vernetzt und umweltbewusst sein. Sie muss diese verschiedenen Verkehrsarten bestmöglich ermöglichen und gleichzeitig die umweltfreundlichsten Verkehrsarten fördern.
Analyse des Verkehrs
Verkehrssimulatoren können verwendet werden, um den Verkehr in Städten und Regionen zu modellieren und zu analysieren. So kann man verstehen, wie der Autoverkehr funktioniert, Stauprobleme erkennen und Lösungen finden, um den Verkehrsfluss zu verbessern.
Optimierung von Fahrten
Die Simulationen können zur Optimierung von Fahrzeugrouten in Echtzeit verwendet werden. Dies kann den Fahrern helfen, Staus zu vermeiden, den kürzesten oder schnellsten Weg zum Ziel zu finden und Kraftstoff zu sparen.
Das Flugzeug ist natürlich Teil der Mobilität und die Mittel der numerischen Simulation werden in dieser Industrie, die im weiteren Sinne Teil des Bereichs Aerospace ist, intensiv genutzt.