Simulation von Spritzwasser zum Schutz elektrischer Komponenten im Fahrzeuginneren

Mit der zunehmenden Verbreitung intelligenter Fahrzeugkabinen-Elektronik hat sich das Risiko durch Flüssigkeiten, wie verschüttete Getränke oder aus dem Schiebedach austretendes Wasser, zu einem wichtigen Problem für die Zuverlässigkeit entwickelt. Herkömmliche Tests mit physischen Prototypen sind nicht nur zeit- und arbeitsintensiv, sondern auch nur begrenzt in der Lage, alle möglichen Szenarien darzustellen.

PreonLab begegnet diesen Herausforderungen mit einer partikelbasierten Simulationsmethode. Sie ermöglicht die genaue Reproduktion des komplexen Verhaltens von Flüssigkeiten im Fahrzeuginneren. Ingenieure, die die Innenraumabdichtung verbessern wollen, müssen sich auf zwei Aspekte konzentrieren:

1. Die Optimierung der Wasserflusswege, um die Flüssigkeit in risikoarme oder ausgewiesene Abflussbereiche zu leiten.

    

2. Die Erhöhung der Oberflächenhydrophobizität durch Vergrößerung des Kontaktwinkels und Minimierung der Kontaktzeit von Tropfen auf empfindlichen Oberflächen.

PreonLab liefert eine Reihe von Simulationsergebnissen zur Unterstützung der Optimierung des wasserfesten Designs im Fahrzeuginnenraum:

• Aktuell benetzte Oberfläche und den Flächenanteil
Ermittelt die Bereiche des Innenraums, die aktuell mit Spritzwasser in Kontakt stehen, sowie deren Flächenanteil – visualisiert in Grün.

• Kumulative Benetzungsinformation
  Zeigt alle Innenflächen, die während des gesamten Spritzwasserereignisses mit Wasser in Kontakt gekommen sind. Die im untenstehenden Bild grün markierten Bereiche stellen sämtliche benetzten Innenflächen dar.

• Benetzungsdauer-Ausgabe
  Hebt hervor, wie lange Wasser mit verschiedenen Innenflächen in Kontakt bleibt und unterstützt so die Beurteilung der Dauerhaltbarkeit. Die im untenstehenden Bild grün markierten Bereiche zeigen Innenflächen mit längeren Kontaktzeiten mit Spritzwasse

PreonLab kann nahezu jede Spritzwassersituation simulieren. Das untenstehende Bild zeigt beispielsweise eine Simulation eines Sprühstrahls, der auf die Innenseite einer Seitenscheibe gerichtet ist. So können Ingenieur:innen den Wasserfluss analysieren, das Risiko eines Wassereintritts bewerten und das Strukturdesign gezielt optimieren.

Darüber hinaus kann PreonLab Strömungsbedingungen auf unterschiedlichen hydrophoben Oberflächen simulieren, verschiedene Kontaktwinkel von Flüssigkeitstropfen berücksichtigen, die Kontaktzeit zwischen Oberfläche und Wasserfluss vorhersagen und so die hydrophobe Leistung des Innenraums besser bewerten.

Die untenstehende Animation zeigt drei Oberflächen mit identischer Länge und Neigung. Aufgrund unterschiedlicher Kontaktwinkel der Flüssigkeitstropfen auf der festen Oberfläche variiert jedoch die Zeit, die sie benötigen, um über die jeweilige Fläche zu fließen.

Die netzfreie Simulationssoftware PreonLab liefert präzise Ergebnisse für Spritzwasserszenarien und stellt entscheidende Daten wie benetzte Flächen und Kontaktzeiten bereit. Dadurch können Ingenieur:innen Wasserlaufwege und hydrophobe Oberflächen gezielt optimieren – bei deutlich geringerem Bedarf an kostenintensiven physischen Tests. PreonLab entwickelt sich so schnell zu einem zentralen Werkzeug für innovative Lösungen im Bereich des Flüssigkeitsschutzes in mit sensibler Elektronik ausgestatteten Fahrzeugkabinen.