Knoten für das Netz
Hardware Kosteneinsparungen
Sandro Pinent, geschäftsführender Gesellschafter bei Schübeler Technologies, ist für die numerischen Berechnungen (CFD und FEA) und das Projektmanagement zuständig. Obwohl er und sein Team mit der konventionellen Datenanalyse gute Ergebnisse erzielten, beschlossen sie, mit der numerischen Analyse einen Schritt weiter zu gehen. Für die Finite-Elemente-Analyse verließ sich sein Team zunächst auf Code_Aster, aber der Aufwand für das Verständnis dieses komplexen Programms war ein Engpass und rief nach Alternativen. Sandro kannte zwar die Vorteile des Solvers selbst, suchte aber nach einer einfacheren Möglichkeit, ihn zu nutzen.
Obwohl die Berechnungen auf dem Papier einen vielversprechenden Wirkungsgrad ergaben und auch der physikalische Test gute Ergebnisse zeigte, war es dennoch wichtig, das Verhalten des Wassers in der Turbine besser zu verstehen – wie sich zum Beispiel der Druck auf die Turbinenschaufeln verteilt. Das Projekt trat dann in eine kritische Phase ein, in der Änderungen und Verbesserungen des Entwurfs in die technischen Zeichnungen für den Bau der endgültigen Turbinenversion eingearbeitet werden mussten.
Durch die Lektüre eines Newsletters von SimScale stieß er auf unsere Plattform und beschloss, sie zu testen. Bald erkannte Sandro, dass SimScale Code_Aster für jeden Ingenieur im Team zugänglich machte. Der Originalcode ist sehr schwer zu handhaben, ganz zu schweigen vom Lesen aller Dokumentationen auf Französisch. Mit Hilfe der Benutzeroberfläche von SimScale konnten Sandro und seine Kollegen bei Schübeler Technologies problemlos eine Simulation einrichten und effizient arbeiten.
Der Hauptvorteil von SimScale besteht für uns darin, dass wir auf schnelle und einfache Weise FEM-Berechnungsergebnisse erhalten können. Wir brauchen keine Erfahrung mit Code_Aster und erhalten trotzdem sehr schnelle und zuverlässige Ergebnisse. Außerdem ist der Abonnementpreis angemessen.
Sandro Pinent
Geschäftsführender Gesellschafter bei Schübeler Technologies
Das erste Projekt, das auf SimScale durchgeführt wurde, war eine Analyse der Beanspruchung einer Turbomaschinenschaufel. Ziel war es, nachzuweisen, dass die Schaufeln und die Halterung den Betriebsbedingungen standhalten und dass die Konstruktionsentscheidungen, die getroffen wurden, um das Gewicht der Elemente zu reduzieren, die Sicherheit der Geräte nicht beeinträchtigen würden.
In einem schrittweisen Ansatz wurde zu Beginn nur die Schaufel simuliert. Mit Hilfe einer statischen, linearen Analyse untersuchte unser Kunde das Spannungsverhalten der Schaufel bis zu einer hohen Rotationsgeschwindigkeit. Nachdem er zufriedenstellende Ergebnisse erhalten hatte, konnte Sandro mit der Untersuchung der Schaufelanordnung beginnen. In dieser Phase musste eine nichtlineare statische Analyse mit physikalischen Kontakten durchgeführt werden. Bei den Simulationen wurden die Belastungsreaktion und die Verformung des Systems unter Betriebsbedingungen von 50.000 U/min gemessen. Um einen schnellen Analyseablauf zu gewährleisten, wurde die erste Simulation mit einem groben Netz durchgeführt. Nachdem die Korrektheit des Aufbaus bewiesen war, wurde eine umfassende Analyse mit einem verfeinerten Netz durchgeführt.
Die nichtlineare Simulation der Schaufelanordnung mit einem groben Netz von 20.000 Knoten dauerte 24 Minuten auf einem Rechner mit 4 Kernen. Eine verfeinerte vollständige Studie wurde mit 95.000 Knoten durchgeführt und dauerte 21 Minuten auf 32 Kernen.
Dies zeigt deutlich den Vorteil des einfachen Zugangs zu Supercomputer-Ressourcen. Die mit den Simulationen erzielten Ergebnisse haben gezeigt, dass das gewichtsoptimierte Design sicher ist und unter Arbeitsbedingungen ordnungsgemäß funktioniert.
Durch den Einsatz des CAE-Ansatzes konnten Sandro und sein Team Zeit und Geld sparen, indem sie die Anzahl der zu bauenden und zu testenden physischen Prototypen des Ventilators reduzierten.
Richten Sie Ihre eigene Cloud-native Simulation in wenigen Minuten über das Internet ein, indem Sie ein Konto auf der SimScale-Plattform erstellen. Es ist keine Installation, spezielle Hardware oder Kreditkarte erforderlich.
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