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B04_T04

Methodenentwicklung zur 1D-Luftpfadmodellierung für Frontmotorfahrzeuge

Projektstatus: laufend

Projektziel:

  • Bestimmung und Simulation des Luftpfades im Motorraum unter Berücksichtigung des Lüfters; Die cp-Werte dienen als Randbedingungen für transiente 1D Rechnung in KULI.
  • Erstellen einer Methode zur Kenntnis des Luftmassenstromes die als Randbedingung für Einzelkomponenten im Motorraum dienen.
  • Modelle und Methoden zur Vorausberechnung der Geschwindigkeitspolaren mittels KULI in der frühen Phase.

 

Projektbeschreibung:

Um eine verläßliche Komponentenauslegung des Kühlpakets im Motorraum durchführen zu können ist die Kenntnis der Verteilung des Kühlluftmassenstromes unabdinglich. CFD- Berechnungen liefern diese Verteilung mit einer erheblichen Rechenzeit und starker Belegung eines Rechenclusters; Daher werden 1D Modelle herangezogen um eine rasche Vorselektion möglicher Einbauvarianten treffen zu können. KULI ist ein Programm, das eine rasche Berechnung der Kühlpakete erlaubt. Hierfür werden als Randbedingungen die Luftmassenströme an die Komponenten benötigt. Es obliegt dann dem Benutzer ein Modell des Luftpfades zu erstellen, das den Einbauwiderstand möglichst genau wiedergibt.

Die Abstimmung des gesamten Luftpfades in KULI erfolgt nun derzeit meist mit einem Einbauwiderstand oder mehreren Einbauwiderständen. Die Modellierung des Luftpfades im KULI Modell ist dabei vom jeweiligen Ersteller des KULI Modells abhängig. So kann eine Aufteilung des gesamten Luftpfades in drei Teilluftpfade mit drei Einbauwiderständen oder in nur einen Hauptluftpfad mit einem Einbauwiderstand erfolgen. Der Nachteil dieser Vorgehensweise ist einerseits die Abhängigkeit des Prozesses vom jeweiligen Modellersteller und anderseits die Tatsache, daß in Einbauwiderständen Modellierungsschwächen des restlichen Modells beinhaltet sind.

Diese Unsicherheiten in der Abstimmung des Luftpfades bei unterschiedlichen Betriebspunkten sind auf verschiedene Einflüsse zurückzuführen, die im Zuge dieses Methodenprojektes näher beleuchtet werden sollen. Beispielhaft seien die Leckagen im Motorraum, die Lüfterabbildung in KULI, Hauptluftpfade im Motorraum, der Einfluß der warmen Motorraumdurchströmung auf den Luftmassenstrom, Inhomogenitäten in der Durchströmung, Rückströmungen an verschiedenen Stellen und der Einfluß des cp-Wertes des geschlossenen Modells und des realen Wagens erwähnt.

Zu diesem Zweck sollen vorhandene Windkanalmessungen und bestehende CFD- Simulationen auf die Luftmassenstromverteilung hin analysiert und mit neuen Simulationen ergänzt werden. Es soll eine Methode gefunden werden, um die Luftmassenstromverteilung möglichst rasch abschätzen zu können. Des Weiteren soll eine robuste Modellierung des Luftpfades gewährleistet werden.

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