Оптимизация охлаждения промышленной техники с облачной симуляцией

Пока симуляция использовалась в некоторых отраслях давно, другие области, такие как промышленное, строительное и сельскохозяйственное машиностроение, только начали ее использовать. Эти отрасли, однако, нашли важные применения для технологии, особенно в области охлаждения двигателя.

В отличие от автомобилей, эти медленно движущиеся и стационарные машины не имеют никакого «бесплатного» رام-воздуха для помощи с охлаждением, а полагаются исключительно на производительность охлаждающего пакета, включая вентилятор(ы) охлаждения и теплообменники, для отвода избыточного тепла. Таким образом, эффективная система охлаждения крайне важна для них. Охлаждение поддерживает термическую эффективность и держит детали от перегрева и последующих проблем безопасности и долговечности. Постепенный нагрев необходим для избежания термического шока, и равномерное охлаждение критично для предотвращения скачков температуры, которые могут привести к структурным проблемам.

Проектирование эффективной системы для циркуляции охлаждающей жидкости вокруг блока цилиндров — сложная задача, которую можно значительно упростить с правильными цифровыми процессами. Поддержание этого охлаждающего средства при низкой температуре, даже в горячих средах, императивно для поддержания производительности и Keeping Them Running.

Некоторые цифровые процессы, однако, требуют много экспертизы из-за своей сложности. Это ставит серьезные пределы на то, кто может работать над дизайном системы охлаждения, отдавая задачи более симуляционно-подкованным, редким лицам внутри компании. В некоторых компаниях таких лиц может не быть, заставляя компанию аутсорсить работу по симуляции инженерным сервисным компаниям или тратить ценное время и деньги на дополнительное обучение. Еще хуже, они могут в итоге полагаться на физическое тестирование, серьезно ухудшая производительность машины, увеличивая стоимость разработки. Даже с этим обучением, неопытные пользователи могут совершать ошибки. Это может привести к задержкам в выпуске техники, перерасходам бюджетов разработки продукта и потере доли рынка.

SIMULIA, однако, разработала облачное решение, которое легко используется дизайнерами, аналитиками симуляции и экспертами. Автоматизированный процесс охлаждения двигателя, использующий PowerFLOW и размещенный на SIMULIA Cloud, полностью автоматизирован и не требует никаких предварительных знаний симуляции. Пользователю просто нужно ввести базовые данные о желаемом рабочем условии техники, и автоматизированный процесс делает остальную работу, моделируя, как система охлаждения будет функционировать в установленном состоянии.

«Мы точно знаем, каковы болевые точки наших клиентов, когда они обращаются к технологиям симуляции для помощи с системами охлаждения двигателя», — сказал Тристан Донли, старший менеджер по консультированию промышленных процессов от SIMULIA. «Мы слушали их обратную связь, и именно поэтому SIMULIA разработала автоматизированное решение для рынка».

По словам Сатиша Кандасами, директора по экспертизе промышленных процессов от SIMULIA, «Идея разработки автоматизированного процесса возникла из нашего опыта с производителями оборудования по всему миру, где инженер, вовлеченный в тестирование, проектирование оборудования, также должен запускать симуляции, чтобы получить понимание причин изменения производительности из-за изменений дизайна. В отличие от индустрии T&M, индустрия IE не всегда имеет выделенное CAE-отделение, которое может поддерживать анализ. Это означает, что инженеры, работающие над дизайном и тестированием оборудования, должны делать анализ тоже. К сожалению, из-за требовательной задачи проектирования оборудования, нет времени для инженера изучить CAE-рабочий процесс, включающий несколько модулей, которые довольно сильно варьируются. Чтобы уполномочить наших клиентов проектировать и разрабатывать мировое оборудование, в котором они отличились, мы приняли стратегическое решение разработать этот end-to-end автоматизированный процесс для доставки результатов, которые наши клиенты искали для проектирования мирового оборудования».

Потому что автоматизированный процесс SIMULIA может использоваться кем угодно, независимо от уровня опыта, он позволяет множеству членов команды коллаборировать, обмениваться информацией и проектировать эффективнее. Множество дизайн-проходов можно легко отправить, лучшие практики встроены в автоматизированный процесс, снижая возможные ошибки, в то время как балансируя лучшие симуляции стоимости и обеспечивая оптимальный дизайн.

«Облачная среда привела к намного быстрее/естественной коллаборации между сайтами и странами. Способность просматривать/обрабатывать результаты одновременно между сайтами и инженерными группами с нулевыми передачами файлов и без установки ПО привела к лучшей коммуникации результатов и идей», — сказал Чемпион SIMULIA 2020 Джамисон Хубер, старший инженер по симуляции из NA Acceleration Center в Doosan Bobcat (Бисмарк, ND).

SIMULIA предлагает уникальное и интегрированное решение охлаждения двигателя для промышленной, строительной и сельскохозяйственной техники, используя действительно вращающуюся сетку для моделирования вентилятора охлаждения и полностью переходной высокоточный решатель Латтиса-Больцмана PowerFLOW.

«Этот новый автоматизированный процесс, который соединяет все точки в процессе CFD-симуляции через техники автоматизации, включая компьютерное зрение, открыл новую эру для рынка симуляции охлаждения двигателя», — сказал Кандасами.

Чтобы понять разницу, которую делает новый автоматизированный процесс, нужно понять процесс симуляции без него. Аналитику нужно было бы иметь знания механики жидкости, теплопередачи, моделирования вентилятора и дизайна теплообменников. Ему или ей также нужно было бы знать, как подготовить поверхностную сетку из CAD-модели, что могло потреблять несколько дней или больше, и аналитик должен был бы знать, как подготовить объемную сетку. После подготовки модели следующим шагом было бы ввести все параметры симуляции в GUI-базированном ПО, что предполагает, что аналитик уже имеет интимное понимание ПО. К сожалению, это очень подверженное ошибкам процесс, где человеческие ошибки часты. После запуска симуляции аналитик затем вручную обрабатывает результаты симуляции, снова предполагая, что он или она знает, что необходимо для хорошего контроля качества результатов и как получить необходимую информацию из симуляции. Ручной процесс может занимать несколько дней и также тратит ресурсы, если перезапуски требуются из-за ошибок в настройке симуляции.

Новый автоматизированный процесс интегрирует все эти процессы симуляции вместе, автоматически готовя поверхностную сетку из CAD-модели, готовя объемную сетку, упрощая входные параметры симуляции, отправляя симуляцию на запуск и автогенерируя стандартные результаты симуляции. Каждый шаг включает стандартные лучшие практики, разработанные за тысячи симуляций, для предоставления наиболее точного результата симуляции. Общая экономия рабочего времени до 80%.

«Как инженер, работающий в конкурентном мире, автоматизированный процесс дает мне шанс симулировать некоторые очень сложные и дорогие тесты, тем самым снижая количество физического тестирования. Процесс всегда улучшается командой SIMULIA, автоматизируя процесс сетки, настройку анализа и чтение результатов, с просто некоторым вмешательством с моей стороны я могу увидеть некоторые результаты намного быстрее», — сказал Серджиу Чиупару, инженер-конструктор от отдела инженерии силового агрегата в Doosan Portable Power (Стейтсвилл, NC).

Автоматизированный процесс симуляции охлаждения двигателя расположен на SIMULIA Cloud, что делает его еще легче для индивидуальных работников вместе между отделами и отдельными локациями; все файлы хранятся в безопасной и защищенной среде, к которой можно получить доступ в любое время кем угодно, назначенному на проект. С своей легкостью использования и доступа, новый автоматизированный процесс SIMULIA делает сложный процесс крайне простым.