دپارتمان شبیه سازی و CAE

کاربرد CAE در سیستم های قوای محرکه

در حوزه سامانه‌های قوای محرکه (Powertrain Systems) — که شامل موتورهای احتراق داخلی، سامانه‌های خنک‌کاری و روان‌کاری، و واحدهای انتقال قدرت (گیربکس‌ها) می‌شود — به‌کارگیری مهندسی به کمک رایانه (CAE) از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. دلایل اصلی این اهمیت عبارت‌اند از:

  • کاهش چشمگیر نیاز به آزمون‌های فیزیکی پرهزینه و زمان‌بر

  • افزایش دقت طراحی و قابلیت پیش‌بینی عملکرد در شرایط واقعی کارکرد

  • شناسایی زودهنگام گلوگاه‌ها و نقاط بحرانی تنش پیش از مرحله تولید

  • بهینه‌سازی بازده سوخت، کاهش آلایندگی و افزایش دوام سیستم

با بهره‌گیری از ابزارهای پیشرفته شبیه‌سازی عددی، تیم مهندسی ما می‌تواند رفتار سامانه‌های پیچیده مکانیکی و سیالی را به‌صورت مجازی مدل‌سازی کرده و راه‌حل‌های طراحی بهینه را با سرعت، دقت و کارایی بالاتری نسبت به روش‌های سنتی ارائه دهد.

سامانه‌های قوای محرکه دارای رفتارهای چندفیزیکی پیچیده‌ای هستند که تنها از طریق تحلیل عددی پیشرفته می‌توان آن‌ها را به‌درستی درک و مدیریت کرد. ازاین‌رو، CAE نه‌تنها یک ابزار کمکی، بلکه بخش جدایی‌ناپذیر از چرخه توسعه محصولات خودرویی مدرن به شمار می‌رود.

نرم افزارهای CAE

برای انجام تحلیل جامع و چندفیزیکی (Multiphysics) بر روی سامانه‌های موتور و جعبه‌دنده، از مجموعه‌ای از ابزارهای تخصصی در حوزه‌های مختلف از جمله دینامیک سیالات، ترمودینامیک، انتقال حرارت، روان‌کاری، مکانیک اجسام صلب و تحلیل سامانه‌های دینامیکی استفاده می‌کنیم.
این ابزارها به‌طور کلی در دو دسته نرم‌افزارهای شبیه‌سازی سطح سامانه (۱D) و سطح مؤلفه (۳D) تقسیم می‌شوند:

 

CAE Software Tree (RTL)
ابزارهای شبیه‌سازی یک بعدی (1D System-Level Simulation Tools)
  • GT-SUITE (Gamma Technologies)
    یک پلتفرم جامع شبیه‌سازی برای مدل‌سازی جریان انرژی در موتور، شامل فرآیند احتراق، خنک‌کاری، روان‌کاری، ورودی/خروجی هوا، آکوستیک و رفتار ترمودینامیکی.
  • Simcenter AMESim (Siemens)
    ابزاری قدرتمند برای مدل‌سازی سامانه‌های چنددامنه‌ای (سیال، مکانیکی، الکترومغناطیسی، کنترلی) با تمرکز ویژه بر سامانه‌های حرارتی و هیدرولیکی.
  • Modelica-based Tools (e.g., Dymola, OpenModelica)
    محیط‌هایی انعطاف‌پذیر مبتنی بر زبان Modelica برای شبیه‌سازی‌های چندفیزیکی سفارشی با قابلیت سازگاری با سایر پلتفرم‌ها.
  • AVL CRUISE M
    طراحی‌شده برای شبیه‌سازی در سطح سامانه قوای محرکه، با تمرکز بر چرخه‌های رانندگی، مصرف سوخت و میزان آلایندگی.
ابزارهای شبیه‌سازی سه بعدی (3D Component-Level Simulation Tools)
  • CONVERGE CFD (Convergent Science)
    نرم‌افزار CFD پیشرفته با مش‌بندی خودکار و مدل‌سازی دقیق احتراق، برای تحلیل جریان داخلی، کاویتاسیون، اسپری و انتقال حرارت.
  • ANSYS Fluent
    ابزار قدرتمند و پرکاربرد CFD برای تحلیل جریان داخلی و خارجی، انتقال حرارت و شبیه‌سازی‌های چندفازی در اجزای موتور و جعبه‌دنده.
  • STAR-CCM+ (Siemens)
    پلتفرمی جامع برای شبیه‌سازی CFD با پشتیبانی از چندفاز، چندفیزیک و کوپل حرارتی-مکانیکی جهت تحلیل جریان‌های پیچیده.
  • AVL FIRE M
    نرم‌افزار تخصصی CFD برای تحلیل احتراق، اسپری سوخت و مدیریت حرارتی در موتورهای احتراق داخلی.
  • COMSOL Multiphysics
    پلتفرمی بسیار منعطف برای شبیه‌سازی‌های چندفیزیکی شامل انتقال حرارت، جریان سیال، ارتعاشات و الکترومغناطیس — مناسب برای پژوهش و کاربردهای صنعتی پیچیده.
ابزارهای تکمیلی (Complementary Tools)
  • MATLAB/Simulink
    جهت توسعه مدل‌های کنترلی، پردازش سیگنال، تحلیل داده و یکپارچه‌سازی با شبیه‌سازی‌های دینامیکی 1D,3D
پیمایش به بالا