Beitrag zur simulativen Bestimmung der Belastung von Fahrzeugkomponenten durch korrosive Medien am virtuellen Prototyp

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• Verlag: Cuvillier Verlag
• Jahr: 2021
• ISBN drucken: 9783736975446
• eBook-ISBN: 9783736965447
• Auflage: 1

Im Rahmen steigender Qualitätsanforderungen der Kunden und kürzerer verfügbarer Entwicklungszeiträume sind virtuelle Methoden ein elementarer Bestandteil für die erfolgreiche Produktentwicklung. Aber nicht überall stehen Simulationsmethoden zur Verfügung. Die Auslegung des Wassermanagements und des Korrosionsschutzes ist bis heute eine erfahrungs- und versuchsbasierte Auslegung, welche erst in der Hardwarephase überprüft werden kann. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Simulationsmethodik zur Bestimmung der Fließwege korrosiver Medien und der daraus resultierenden Belastung am virtuellen Prototypen. Neben der Benetzung von Oberflächen ist auch die Benetzungsdauer zu bestimmen. In der Umsetzung kommt ein im technischen Bereich noch junger Ansatz der gitterfreien Strömungssimulation, vertreten durch die Smoothed-Particle-Hydronamics-Methodik (SPH), zum Einsatz. Mit dieser ist es möglich, die Beregnung eines Gesamtfahrzeugs über einen langen Zeitraum mit einem hohen Detailumfang und einem akzeptablen Zeitbedarf zu realisieren. Die am stationären Fahrzeug generierten Ergebnisse ermöglichen dabei eine detaillierte Auswertung der Fließwege und besitzen eine sowohl qualitative als auch quantitative hohe Übereinstimmung mit Prüfstandsdaten. Für die Bestimmung der Benetzungsdauer ist die Simulation des Phasenwechsels vorgesehen. Auch hier bildet die Basis der Einsatz der SPH-Methodik mit einer künstlichen Luftphase. Die notwendigen Randbedingungen sind durch die Kombination mit der konventionellen Strömungssimulation zu generieren. Eine Abschätzung der Effektivität von Gegenmaßnahmen wird somit virtuell möglich.

Inhaltsverzeichnis

• Danksagung
• Kurzfassung
• Abstract
• Inhaltsverzeichnis
• Abkürzungsverzeichnis
• Nomenklatur
• 1 Einleitung
• 2 Wissenschaftliche Grundlagen
• 2.1 Stand der Technik
• 2.2 Forschungsziele
• 2.3 Frontloading im Produktentstehungsprozess
• 2.4 Grundlagen der CFD-Simulation
• 2.5 Grundlagen der Thermodynamik undPhasenwechselprozesse
• 2.6 Zur Anwendung kommende Methoden
• 3 Simulation Wassermanagement amGesamtfahrzeug
• 3.1 Geometrieaufbereitung
• 3.2 Modellerstellung Gesamtfahrzeug
• 3.3 Auswertung Simulationsergebnisse Gesamtfahrzeug
• 3.4 Multiskalenansatz für Detailanalyse am Beispiel einerFahrzeugtür
• 3.5 Auswertung der Simulationsergebnisse Fahrzeugtür
• 3.6 Validierung in der Regenkammer und am Prüfstand
• 3.7 Kritische Betrachtung der Simulationsmethodik
• 3.8 Zusammenfassung Beregnungssimulation
• 4 Simulation der Abtrocknung einerFahrzeuggeometrie
• 4.1 Verdunstung am Probekörper
• 4.2 Analyse von Simulationswerkzeugen fürPhasenwechselprozessen
• 4.3 Datenerhebung im Klimakammertest
• 4.4 Simulation des Phasenwechsels am Subsystem Tür
• 4.5 Auswertung Simulation Phasenwechsel
• 4.6 Kritische Betrachtung der Simulationsmethodik
• 5 Zusammenfassung
• 6 Empfehlung für weiterführende Arbeiten
• Literaturverzeichnis
• Formelzeichenverzeichnis
• Indizes
• Anhang
• A. Messtechnik
• B. Ergänzung Oberflächenanalyse
• C. Übersicht Messaufbauten
• D. Geometrie Wasserableiter W205
• E. Ergebnisse Gesamtfahrzeug X117
• F. Detailanalyse X117
• G. Validierung X117 (makroskopisch)
• H. Phasenwechsel X117
• I. Ergänzung Restwasser W205
• J. Ergänzung Windeinfluss W205
• K. Ergänzung Simulationsdaten STAR-CCM+
• L. Übersicht Messdaten Klimakammer
• M. Aussage Comsol „absinkender Wasserspiegel“
• N. Ergänzung „natürliche Bedingungen“
• O. Zusatz Dreiphasenkontaktwinkel PreonLab
• Selbständigkeitserklärung