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Release 2023 R1: Fahrzeug – Aero und Wasser

Updates und Optimierungen der Simulationslösung von AVL 

Vehicle - Aero and Water

Die neue Version bietet eine neue Funktion, die es ermöglicht, die adaptive Netzverfeinerung an den eingebetteten Festkörperoberflächen direkt zu Beginn der Simulation festzulegen. Der Vorteil ist, dass die Simulation bereits mit dem vollständig verfeinerten Netz beginnt, ohne weitere Verfeinerungen und Neuzonierungen.

Die automatische Berichtserstellung wurde um die Fahrzeug-Aerodynamik-Lösung erweitert.

Sie ermöglicht eine vollautomatische Berichterstellung und spart Ihnen viel Zeit bei der Nachbearbeitung der Simulationsergebnisse. Sie kann nur in Verbindung mit der Fahrzeug-Aerodynamik

Arbeitsablauf-App verwendet werden. Der automatisch erstellte Bericht enthält 3D-Ergebnisse (Abbildung 1) in Form von Druck, Geschwindigkeit und TKE auf der Oberfläche, Konturdiagramme in der Mitte und andere charakteristische Ebenen und Cd/Cl-Diagramme, die alle automatisch entsprechend der spezifischen Geometrie und Bedingungen skaliert werden.

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Abbildung 1: Beispiel für einen automatisch erstellten Bericht zur Bewertung der aerodynamischen Leistung

Die Formeln für zusätzliche, gemittelte Größen werden dem Modellaufbau hinzugefügt. Derzeit werden der absolute Druck, die Geschwindigkeit, die turbulente kinetische Energie, die turbulente Dissipationsrate und die Viskosität gemittelt. Die Startiteration für die Mittelwertbildung wird in der GUI festgelegt. Beachten Sie, dass die Mittelwertbildung auch für stationäre RANS-Berechnungen verfügbar ist, was sehr nützlich ist, wenn die Lösung leicht um einen Mittelwert schwankt (siehe Abbildung 2).

Vehicle - Aero and Water Release R1 2023 - Figure 2: Contour plot of velocity at the end of steady RANS calculation (upper); the resulting velocity field averaged over the last 500 iterations of steady RANS calculation (lower)
Abbildung 2: Konturdiagramm der Geschwindigkeit am Ende der stationären RANS-Berechnung (oben); das resultierende Geschwindigkeitsfeld, gemittelt über die letzten 500 Iterationen der stationären RANS-Berechnung (unten)

Standard-Windkanäle können automatisch mit der Schaltfläche "Tunnel erstellen" in der Geometriedefinition erstellt werden. Die Schaltfläche wird aktiv, nachdem die "Fahrzeugoberfläche" definiert wurde, da die Tunnelgröße auf der Grundlage der Fahrzeuggröße berechnet wird. Sie können auch Ihre eigene Tunneloberfläche verwenden, indem Sie das Kontrollkästchen "Benutzerdefinierte Tunneloberfläche verwenden" aktivieren und dann das Oberflächennetz des Windkanals angeben.

Vehicle – Aero and Water Release 2023 R1 Figure 3
Abbildung 3: Automatische Erstellung eines Windtunnels

Ein Hintergrundbild kann zu Liniendiagrammen hinzugefügt werden, um die angezeigten Daten in einen Kontext zu setzen. Das Bild zoomt und schwenkt mit dem Diagramm, kann vor oder hinter dem Gitter angezeigt werden und kann halbtransparent gemacht werden. Diese Visualisierung ist sehr nützlich bei der Analyse von aerodynamischen Leistungsdaten wie akkumulierten Widerstands- und Auftriebskoeffizienten oder einigen lokalen Größen von Interesse wie dem Druckkoeffizienten.

Vehicle - Aero & Water Release 2023 R1 Figure 4
Abbildung 4: Hintergrundbild im Liniendiagramm

Die numerische Behandlung der Flüsse in Simulationen mit eingebetteten Körpern wurde für 2023 R1 verbessert. Die neue Standardeinstellung entspricht der Einstellung von 2022 R2, bei der zusätzlich der benutzerdefinierte Parameter EMB_PREFOR_MIXFLUX_CORRECTION = 3 gesetzt wurde. Die neue numerische Standardbehandlung bietet eine hohe Genauigkeit und eine gute Solverleistung bei eingebetteten Festkörpersimulationen, insbesondere bei aerodynamischen Simulationen.

Das neue Installationsbeispiel mit der dazugehörigen Dokumentation ist mit 2023 R1 verfügbar. Das Modell kann von der AVL Resource Box heruntergeladen werden. Nachdem Sie die heruntergeladene zip-Datei (FIRE_M_9557_Aerodynamics_Solution_App.zip) entpackt haben, können Sie auf alle für dieses Beispiel erforderlichen Dateien zugreifen (Oberflächennetze von Fahrzeug und Windkanal). Das neue Beispiel demonstriert einen schnellen und benutzerfreundlichen Arbeitsablauf, der nicht nur für erfahrene CFD-Ingenieure, sondern auch für Nicht-CFD-Anwender geeignet ist. Die auf dem Embedded-Body-Ansatz basierende App-Lösung reduziert den Aufwand für das Pre-Processing drastisch und liefert dennoch zuverlässige Ergebnisse, die mit den konventionellen Methoden vergleichbar sind. Sie bietet eine vollautomatische Netzvorbereitung, Simulationseinrichtung und Berichtserstellung und ist besonders attraktiv für die Designuntersuchung und Optimierung der Fahrzeugaerodynamik, ohne dass eine (erneute) Vernetzung erforderlich ist.

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