Die Innenaerodynamik spielt in der Fahrzeugaerodynamik eine entscheidende Rolle. Insbesondere ist dabei das Ansaugsystem des Fahrzeugs von zentraler Bedeutung. Dieses besteht aus Einströmdüse, Drosselklappe, einer Lavaldüse, die an ihrer engsten Stelle als Restriktor wirkt, der eigentlichen Airbox und den daran anschließenden Saugrohren. Das Rennteam der Hochschule für angewandte Wissenschaften in Coburg, CAT-Racing, hat bei der Optimierung der Ansaugluftführung und des Aeropakets ihres Formula-Student-Rennwagens Simulationswerkzeuge von Ansys verwendet. Vorgestellt wird ein automatisierter Workflow mit einer Schnittstelle zum Computer-Aided-Design-(CAD-)System SolidWorks. Neben Ansys Workbench und darauf aufbauender Simulationssoftware stand dem Rennteam ein moderner Motorprüfstand zur Verfügung, um die Entwicklungen vor den Fahrversuchen zu überprüfen. Die Entwicklung der Airbox erfolgte somit in drei Schritten. Im ersten Schritt wurde das System auf der Grundlage der Gleichungen für die theoretische Gasdynamik durchgerechnet und als solches in einem Excel-Tool abgebildet. Für einen gegebenen Massenstrom sind Größen wie die Machzahl, Enthalpie, die Dichteänderung und der entsprechende Flächenverlauf von Bedeutung. Die berechneten Hauptabmessungsdaten wurden dann an das CAD-System SolidWorks übergeben, um das Volumenmodell zu erzeugen. Die eigentliche Optimierung per Simulation erfolgte schließlich in Ansys Workbench. Über die CAD-Schnittstelle wurde ein Parametermodell in der Workbench erzeugt. Die Ansys Workbench übernimmt eigenständig die Gittergenerierung und die Lösung über den CFD-Solver. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis alle vorgegebenen Varianten und Design Points abgearbeitet sind. Nachdem durch die neue Airbox genügend Drehmoment und Leistung im kritischen Drehzahlbereich für den C-12 zur Verfügung stand, wurde ein Aeropaket entwickelt, um das Fahrzeug sicher und möglichst schnell durch die Kurven zu bringen. Dieses wurde in den neuen C-13 Luchs, implementiert.
Rennwagenoptimierung per Simulation
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 116 , extra: Automotive Engineering Partners ; 64-69
2014
6 Seiten, 6 Bilder
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
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