FE-DESIGN GmbH - Anwendungsbeispiel

Optimierung des Druckabfalls einer Ladeluftleitung

Aufgabenstellung des Kunden

Beginnend mit einer ersten Designidee einer Ladeluftleitung sollte eine nachgeschaltete Optimierung möglichst geringen Druckabfall sicherstellen. Als weitere Randbedingung sollte aufgrund geometrischer Beschränkungen durch andere Komponenten das neue Design komplett im Bauraum des Ursprungsdesigns enthalten sein.

Unsere Lösung: TOSCA Fluid.topology

Konventionelle Optimierungstechniken beispielsweise basierend auf CAD-Parametern stossen in diesem Fall sehr schnell an ihre Grenzen. Hohe Berechnungszeiten, zeitaufwändiges Preprocessing, schwierige Formulierung von Einschränkungen an den Designraum und inhärente Beschränkungen des Lösungsraums sind einige Nachteile, die bei der Verwendung von Topologieoptimierung mit TOSCA Fluid nicht auftreten.

Erfolg für den Kunden

TOSCA Fluid stellte dem Konstrukteur automatisch einen Designvorschlag zur Verfügung, in dem Druckabfall durch Elimination von Strömungsablösungen und Rezirkulationen deutlich verringert wurde. Aufgrund der Einschränkungen an den Designraum passte sich das neue Design vollständig in den Instalationsraum des Originalteils ein. Für den optimierten Designvorschlag konnte eine Reduktion des Druckabfalls um ca. 20% bei einer Volumenänderung von weniger als 3% erzielt werden. Der neue Designvorschlag, der mit einem einzigen CFD-Solver-Lauf berechnet wurde, wies somit eine deutliche Performanzsteigerung auf.