Program SimCarLab służy do symulacji przepływu powietrza wokół wszelkiego typu pojazdów naziemnych. Program ten jest w szczególności dedykowany projektantom samochodów oraz elementów karoserii. Dzięki symulacjom CFD możliwe jest przeprowadzenie optymalizacji kształtu badanej geometrii celem uzyskania jak najmniejszego oporu aerodynamicznego. Działania takie zaowocują mniejszym zużyciem paliwa, mniejszą emisją zanieczyszczeń dostarczanych do atmosfery oraz lepszymi osiągami w postaci lepszego przyspieszenia oraz większej wartości maksymalnej prędkości projektowanego pojazdu. Wyniki symulacji CFD pozwolą również zlokalizować obszary, w których dochodzi do oderwania warstwy przyściennej powietrza opływającego badaną geometrię. Jak powszechnie wiadomo oderwanie strugi powietrza od powierzchni pojazdu prowadzi do znaczącego wzrostu oporu aerodynamicznego pojazdu. SimCarLab może być szczególnie atrakcyjnym rozwiązaniem dla projektantów spojlerów, ponieważ symulacje CFD pozwolą w szybki sposób określić wartość siły generowanej przez ten unikalny element karoserii, którego głównym zadaniem jest dociśnięcie tylnej osi pojazdu do podłoża.
Poniżej przedstawione zostały podstawowe parametry symulacji przeprowadzanych przez program:
- rodzaj płynu - nieściśliwy;
- typ przepływu - ustalony;
- rodzaj modelowania - RANS;
- model turbulencji - k-Omega SST;
- funkcja ściany - TAK;
- rząd stosowanych schematów - drugi.
Opcje o które może być rozszerzony program (wyceniane indywidualnie):
- symulacja nieustalona (przepływ zmienny w czasie);
- ruchome koła.
W tabeli pokazane są różnice między SimCarLab a konkurencyjnymi programami komercyjnymi.
| |
Konkurencja |
SimCarLab |
| Interfejs użytkownika |
Złożony - dużo opcji |
Stworzony indywidualnie - tylko potrzebne przyciski |
| Umiejetności użytkownika |
Wysokie - znajomość zagadnień CFD, mechaniki płynów, matematyki, informatyki |
Niskie - program działa automatycznie więc wystarczy krótkie przeszkolenie z obsługi |
| Generacja siatki |
Pół automatyczna |
W pełni automatyczna |
| Ustawienie parametrów |
Użytkownik ustawia wszystkie prametry |
W pełni automatyczne |
| Obróbka wyników |
Operator musi obrobić wyniki ręcznie |
W pełni automatyczne |
Program komputerowy napisany w języku programowania Python z wykorzystaniem bibliotek WxPython. Służy on do komunikacji z operatorem. Pozwala na aktywację następujących funkcji:
- wprowadzanie tekstowej nazwy wyróżniającej dany przypadek obliczeniowy,
- wskazywanie pliku z geometrią, po naciśnięciu przycisku pokazuje się okno, dzięki któremu można wskazać plik w formacie STL, znajdujący się w dowolnym miejscu na dysku twardym komputera lub przenośnym nośniku,
- okno podglądu geometrii, w której za pomocą bibliotek VTK łatwo i szybko można ocenić poprawność wskazanego pliku oraz analizowanej geometrii w domenie obliczeniowej,
- elementy pozwalające wpisać wartość prędkości dla jakiej badana jest dana geometria,
- przycisk włączający obliczenia. Wraz z naciśnięciem przycisku zakończy się praca operatora i program przechodzi w tryb automatyczny.
Moduł parametrów siatki obliczeniowej działa w sposób automatyczny i jest częścią programu, specjalnie zmodyfikowaną pod konkretny przypadek, który jest odpowiedzialny za:
- określenie rozmiarów domeny obliczeniowej w oparciu o wymiary analizowanego obiektu,
- określenie stref zagęszczenia siatki tak, aby uzyskać jak najdokładniejsze wyniki,
- określenie odpowiednich warunków brzegowych w kluczowych strefach domeny obliczeniowej.
Moduł parametrów obliczeń działa w sposób automatyczny i jest częścią programu specjalnie dostosowaną do konkretnego przypadku/zagadnienia, jest odpowiedzialny za:
- określenie typu symulacji,
- zadanie wartości prędkości, w odpowiednim obszarze domeny obliczeniowej,
- ustalenie odpowiednich wartości parametrów solwera,
- selekcję odpowiedniego modelu turbulencji i jego dalszą konfigurację,
- określenie wartości parametrów, dzięki którym wyznaczone zostaną wartości współczynników oporu i siły nośnej,
- uruchomienie obliczeń realizowanych przy użyciu pakietu OpenFOAM.
Moduł obróbki wyników działa w sposób automatyczny i jest częścią programu specjalnie zmodyfikowaną pod konkretne zagadnienie, jest odpowiedzialny za:
- pobranie wyników z lokalizacji, w której zapisał je OpenFOAM,
- wykonanie rysunków konturowych w kluczowych przekrojach przepływu wokół badanego obiektu dla odpowiednich składowych prędkości,
- wykonanie rysunków poglądowych dystrybucji wybranych parametrów wokół analizowanego obiektu,
- wykonanie rysunków ilustrujących linie prądu medium poruszającego się wokół analizowanego obiektu,
- wykonanie rysunków przedstawiających mapy wektorowe w kluczowych przekrojach i objętościach, np. w pobliżu powierzchni spływowej skrzydeł,
- sporządzenie wykresów według instrukcji przekazanych przez Klienta.
