Symulacje CFD, a przyszłość silników samochodowych

Kelly Senecal, współtwórca oprogramowania Converge CFD od jakiegoś czasu prowadzi kampanię internetową, w której walczy z przekonaniem, że samochody elektryczne są bardziej ‘eko’ od samochodów z napędem spalinowym. W jego opinii, ekologiczność silnika samochodowego zależy w dużej mierze od kontekstu w jakim rozpatrywany jest jego wpływ na środowisko. Co więcej, według Senecala, przyszłość silników należy do silników hybrydowych, a sposobem na osiągnięcie tego celu są obliczenia CFD.

ABAQUS – historia topowego solvera do obliczeń MES

Wykład Dr Davida Hibbita przedstawia jak doszło do powstawania jednego z najlepszych oprogramowań do symulacji inżynierskich. Mowa oczywiście o programie ABAQUS, czyli o silniku numerycznym do analiz Metodą Elementów Skończonych. Fascynujące jest to, że wszystko zaczęło się w niepozornym domku od dwóch (później trzech) naukowców, którzy rozpisywali program na kartce by przez noc testować go na komputerze w pobliskim miasteczku. Każda godzina takich testów słono kosztowała, dlatego nie potrafię sobie wyobrazić jak dużą wiarę w to co się robi muszą mieć takie osoby. Filmik zawiera także sporo ciekawostek związanych z przedsiębiorczością, zarządzaniem i technologią obliczeń numerycznych. Autor dość obrazowo przedstawił także dlaczego warto dbać o siatkę w naszych modelach… $700 milionów dolarów piechotą nie chodzi 🙂

Symulacja zapadania się bąbla kawitacyjnego

Powyższy filmik przedstawia w jaki sposób fenomen kawitacji może np. doprowadzić do zniszczenia pompy. W pobliżu powierzchni ciał stałych bąble kawitacyjne zapadają się w sposób asymetryczny. W wyniku oddziaływania ciśnienia na asymetryczny bąbel powstaje strumień, który ‘przecina’ ów pęcherz na wskroś (na filmiku 0:40 – 0:42). W momencie zderzenia strugi płynu z przeciwległą ścianą bąbla, powstaje pierwsza fala uderzeniowa, a zapadający się bąbel powoduje powstanie kolejnej fali. Obie fale uderzeniowe zmierzają w kierunku ściany od której się odbijają, a skutkiem odbicia są wysokie wartości sił. W przypadku gdy dochodzi do zapadania się wielu bąbli kawitacyjnych wspomniane siły powodują powstawanie wżerów i niszczenie materiału.

Prawdziwa moc automatyzacji w Abaqusie

Dokonując przeglądu stron związanych z symulacjami wpadłem na artykuł opisujący projekt, w którym brałem udział. Mowa o artykule King of the road – Royal Enfield takes back its crown, a konkretnie paragrafie zaczynającym się od słów Royal Enfield’s push for automation. Głównym celem tego projektu było wykorzystanie API Pythona w Abaqusie tak aby przyspieszyć proces budowy modelu silnika motocyklowego. Bez wchodzenia w detale, swoją cegiełkę dołożyłem do skryptu rozpoznającego otwory oraz definiującego śruby dowolnej geometrii silnika. Jak wspomniano w artykule – automatyzacja nie tylko przyspiesza proces budowy modelu (zamiast kilku tygodni, teraz proces trwa kilka dni), ale i pozwala ustandaryzować cały proces czyniąc go tym samym mniej podatnym na błędy.
Do wpisu dołączam filmik, w którym Rod Giles – kierownik działu CAD&CAE, osoba nietuzinkowa, przesympatyczna i z ogromnym doświadczeniem prezentuje w jaki sposób symulacje usprawniają pracę w Royal Enfield.