Всемирно известный производитель автомобилей премиум-класса Jaguar Land Rover использует программное обеспечение STAR-CCM+® в процессе проектирования противообледенительных систем:

​

«Создание прототипов автомобилей компании JLR может быть крайне дорогостоящим. Если программное обеспечение позволит нам сэкономить на прототипах, то оно окупится многократно»,- говорит Карамидж Сандху (Karamjit Sandhu) – технический специалист САЕ (computer-aided engineering) по климатическому контролю компании Jaguar Land Rover. «В случае с противообледенительными системами, мы больше не строим прототипы, только окончательную версию модели. Мы полностью полагаемся на STAR-CCM+ в ходе проектирования подобных систем».

​

Для более детального ознакомления с возможностями применения компьютерного моделирования в отрасли автомобилестроения предлагаем посмотреть вебинар компании Siemens PLM Software -  "Simulation of Windshield De-Ice/Defog Performance"

​

На ранней стадии проектирования, инженеры, в первую очередь, обращают внимание на баланс и согласование между различными системами. Конечная система моделируется при использовании одномерной модели в таких продуктах, как например LMS Imagine.Lab. Это позволяет проектировщикам понять и провести оптимизацию тепловых взаимодействий между системами кондиционирования воздуха, охлаждающими системами, кабиной и окружающей средой. Одномерная модель используется для моделирования всевозможных условий в течение ездовых циклов таких как охлаждение кабины или режимы нагревания. Благодаря этому, инженеры могут настраивать и отслеживать уровень взаимодействия различных систем (например, охлаждение кабины, трансмиссии, аккумулятора или двигателя). 

После оптимизации настроек системы, они передаются в среду 3D моделирования STAR-CCM+, чтобы удостовериться, что данная система отвечает желаемым критериям производительности. Ниже обозначен перечень типовых задач для проведения исследований посредством компьютерного моделирования:

• Производительность антиобледенительных систем и систем предотвращения запотевания

• Комфорт пассажиров в течение цикла охлаждения и обогревания кабины

• Потери давления в системе управления отоплением, вентиляцией и кондиционированием (HVAC) и ее акустические характеристики

• ​

Для процессов анитиобледенения и предотвращения запотевания существуют механизмы государственного регулирования и регламентированные процедуры, определяющие максимальную продолжительность по времени, за которое обледенение и запотевание стекол перестанут мешать обзору водителя внутри кабины. В процессе создания цифрового прототипа существует возможность учесть соответствующие нормам показатели и проверить, соблюдаются ли все надлежащие требования. При необходимости, в ходе нескольких итераций моделирования, производительность системы отчистки поверхности стекол внутри кабины может быть отрегулирована для достижения желаемого баланса между эффективностью и энергозатратами.

​

За счет использования модели в LMS Imagine.Labs может определяться требуемый уровень насыщения системы воздухом, затем, при помощи STAR-CCM+, моделируется воздействие данного воздушного потока на стекло, в том числе образование влаги на его поверхности, которую необходимо испарить или высушить. Для достижения поставленной задачи, в STAR-CCM+ присутствует ряд подходов для моделирования многофазных потоков, позволяющий точно спрогнозировать температуру жидкости и фазовые переходы, которые могут произойти в процессе.

Также существует возможность выявить влияние параметров конструкции, таких как количество жалюзи в обдувателе и/или его угол наклона, с использованием автоматизированного исследования конструкции (automated design exploration), с целью обеспечить наилучшее распределение воздуха по лобовому стеклу. Программное обеспечение HEEDS™ помогает автоматизировать процесс исследования конструкции и позволяет пользователю оперативно определить взаимозависимость различных конструкционных параметров и широкого спектра предполагаемых условий эксплуатации данного изделия.

​

STAR-CCM+ также может быть использован для минимизации потерь давления и снижения уровня акустических шумов применительно к системе HVAC. При минимизации потерь давления в каналах, важно учитывать  соответствия системы потребностям пассажиров в разных климатических условиях, например, в жаркий или холодный день. Для моделирования нестационарных процессов возможна параметризация всей окружающей среды за счет использования одномерных моделей. Например, определенное расположение дефлектора обеспечит прямой поток воздуха в кабину, что позволит оперативнее регулировать температуру и снижать энергопотери. Вдобавок, STAR-CCM+ позволяет использовать реалистичную модель человеческого тела для определения выделяемой им влажности и температуры с учетом температуры кожного покрова, вычисленной с поправкой на наличие одежды и работу кровеносной системы. Модель «пассажира» состоит из 12 областей. Это позволяет инженерам быть уверенными в том, что ноги, руки, голова и туловище находятся в соответствующих зонах комфорта.

​

После получения результатов исследования потока внутри каналов системы HVAC, показатели потерь давления могут быть переданы обратно в одномерную модель, для проверки и корректирования параметров, для всех возможных случаев с целью подтверждения соответствия автомобиля всем необходимым требованиям при условии минимизации энергозатрат.