Der Bericht vermittelt einen Überblick über die Methode der Topologieoptimierung im Bereich der Strömungssimulation auf der Basis von lokalen Optimalitätskriterien. Zur Reduzierung des Gesamtdruckverlusts des Systems werden lokal Rückströmzonen unterdrückt. Das Verfahren wird in Kapitel zwei kurz vorgestellt. Untersuchungsergebnuisse zur Anwendung der Methode belegen, dass mit deren aktuellen Entwicklungsstand viele Einsatzmöglichkeiten bestehen. Mögliche Optimierungspotenziale werden anhand der beiden Standardkonstruktionselemente 'gerade Rohrströmung' und '90 Grad Umlenkung' vorgestellt. Es wird festgestellt, dass ein großes Optimierungspotenzial vorhanden ist, wenn ausreichend Bauraum zur Verfügung steht und keine starken Umlenkungen existieren. Anhand der Verteilerdüse aus dem Klimasystem eines Nutzfahrzeugs wird gezeigt, dass diese Potenziale auch an anderen Aufgabenstellungen in der Praxis erreicht werden können. Es wird jedoch auch deutlich, dass das Verhindern von Rückströmung nicht nur den Druckverlust reduzieren, sondern z.B. auch gleichzeitig die Gleichverteilung in Auslassbereichen verbessern kann. In Kapitel vier weisen die Autoren nach, dass aus Anwendersicht weitere Einsatzmöglichkeiten der behandelten Methode gefordert werden. Im Nutzfahrzeugbereich von Daimler sind dies beispielsweise die Optimierung umströmter Körper, die gezielte Verteilung von Massenströmen oder die Möglichkeit, stark zerklüftete Problemstellungen zu lösen. Diese Anwendungsgebiete sind Gegenstand aktueller Forschungsvorhaben, auf die in Kapitel fünf eingegangen wird.
Anwendung der Topologieoptimierung für strömungsführende Bauteile im Fahrzeugentwicklungsprozess
2010
15 Seiten, 9 Bilder, 5 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Anwendung der Topologieoptimierung fur stromungsfuhrende Bauteile im Fahrzeugentwicklungsprozess
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