Cooper Standard acelera el desarrollo de bombas de próxima generación de vehículos eléctricos con AcuSolve CFD de Altair
La empresa Cooper Standard usa la tecnología de ingeniería HyperWorks para simular, entender, optimizar y acelerar el proceso de diseño de bombas del sistemas de aire acondicionado para vehículos eléctricos.
Datos clave:
- Industria
- Automotriz
- Reto
- Simular el flujo de refrigerante a través de una bomba de aire acondicionado automotriz
- Solución Altair
- AcuSolve para simulación de flujo de CFD
- Beneficios
- Altos niveles de precisión de simulación
- Ahorro de miles en costos de pruebas de laboratorio
- Confianza en las capacidades predictivas
La empresa.
Con más de 22,000 empleados en en 19 países, Cooper Standard suministra a la industria automotriz sistemas de suministro de fluidos, sistemas térmicos y de emisión y AVS.
El Departamento de Electromecánica de la compañía es un brazo de investigación y desarrollo avanzado de la división Cooper Standard North América. Su objetivo es unir sistemas mecánicos con controles electrónicos. Esta nueva tecnología mejora la eficiencia general del vehículo al proporcionar suministro de fluidos a pedido y al eliminar la pérdida de potencia inherente a los sistemas convencionales.
Al diseñar nuevas bombas para este tipo de sistema, el ingeniero de CAE Tom Lincoln utiliza el software de dinámica de fluidos computacional (CFD) para simular el flujo de refrigerante a través del dispositivo. Él y su equipo comenzaron a usar herramientas de ingeniería asistidas por computadora CFD ya en 2003, y las simulaciones por computadora se han convertido en una parte esencial del proceso de desarrollo de productos de su organización
El desafío: obtener resultados más rápidamente
Durante varios años, Lincoln empleó una solución de software CFD y obtuvo resultados precisos. El tiempo requerido para ejecutar cada simulación CFD fue extenso y minimizó el número de conceptos que el equipo de ingeniería podría considerarlo.
Los resultados fueron accesibles solo al final del ciclo de desarrollo del producto, cuando fue difícil cambiar el enfoque de diseño. Además, los términos de licencia del software CFD restringieron la capacidad del equipo para colaborar en proyectos y desarrollar una amplia gama de posibles diseños para evaluación.
“La estructura de la licencia del software que utilizamos nos cobraba una tarifa por procesador”, explica Lincoln. “Entonces, aunque podría haber tenido una computadora portátil con cuatro núcleos, solo podía usar uno o dos de ellos a la vez. Nos llevó un mes configurar, ejecutar y analizar diseños de componentes”.
La solución: AcuSolve reduce los tiempos de simulación
Lincoln descubrió un mejor enfoque cuando Jeff Davis se convirtió en Vicepresidente de Tecnología e Ingeniería para Cooper Standard North America después de liderar programas similares en un OEM. “Nos ordenó investigar a Altair debido a su buena experiencia con ellos durante varios años”, recuerda Lincoln. “Altair dio un paso adelante con el soporte técnico que efectivamente nos permitió evaluar y evaluar AcuSolve. “
AcuSolve, la sofisticada solución CFD dentro del conjunto de herramientas CAE HyperWorks de Altair, transformó las capacidades y la creatividad de la unidad Cooper Standard, en gran parte porque del modelo de licencia HyperWorks de Altair, un sistema de licencias basado en unidades que permite a los usuarios retirar unidades y luego volver a ingresarlas cuando haya terminado, compartiendo software sin necesidad de licenciar copias separadas para cada estación de trabajo.
“El sistema de token fue el principal impulsor de nuestra adopción de AcuSolve”, Lincoln dice. “Pudimos mover la licencia a diferentes computadoras y dejar de trabajar en AcuSolve y cambie a MotionSolve o RADIOSS sin tarifas de licencia adicionales. Ya no estaba atrapado en mi computadora “.
Lincoln trabajó con el equipo de Altair para desarrollar una herramienta personalizada basada en AcuSolve que fuera tan fácil de usar que permitiera a los ingenieros de diseño usar simulaciones CFD al principio del proceso de diseño.
Además, Lincoln descubrió que AcuSolve aceleró sustancialmente el tiempo requerido para cambiar un diseño. “No me di cuenta de lo significativo que sería”, dice.
“En un nuevo diseño de bomba, Descargué 40 archivos de diseño con cuatro o cinco componentes por diseño. Puedo atravesarlos en una semana, mientras que con nuestro viejo software me hubiera llevado un mes.
El tiempo de configuración es más ágil y el solucionador funciona más rápidamente para converger y darnos respuestas precisas. Puedo hacer un conjunto de tres puntos de flujo y obtener resultados durante la noche. Puedo ejecutar dos modelos por noche en mi máquina local. Y Altair me permite usar los cuatro núcleos de mi computadora portátil. Mi proxima estacion de trabajo será una máquina de escritorio de Windows con 16 núcleos, y las licencias de HyperWorks me permitirán aprovechar toda su potencia informática ”.
Resultados: altos niveles de precisión de simulación
Lincoln cuantificó el valor de AcuSolve al trabajar en diseños para una bomba que mejorará la comodidad de los pasajeros en un vehículo eléctrico a batería para el mercado europeo.
Utilizó una herramienta especial AcuSolve desarrollada con ingenieros de Altair para satisfacer las necesidades específicas de Cooper Standard. La herramienta, una automatización de procesos que funciona perfectamente dentro de la herramienta de preprocesamiento AcuConsole de Altair, permitió a Lincoln producir una serie de resultados en solo un par de días.
Lincoln comparó los resultados que obtuvo con AcuSolve con las pruebas de flujo de laboratorio reales de una maqueta física de la bomba y encontró una correlación excepcional entre los dos conjuntos de datos.
“Más de 10 a 12 puntos de datos, las diferencias entre la simulación de CFD y las pruebas de laboratorio promediaron solo el 6.3 por ciento”, informa Lincoln. “Esa es una precisión extremadamente buena, y no se desvió mucho en todo el rango, por lo que con AcuSolve tenemos mucha confianza en nuestras capacidades predictivas”.
Lincoln señala que, después de este análisis de correlación, en cuestión de días se examinaron varios conceptos de diseño utilizando AcuSolve.
“Hemos dejado de considerar algunos conceptos, lo que podría ahorrar miles en costos de pruebas de laboratorio, y hemos avanzado otro concepto que debería proporcionar una mejora crítica”.
Finalmente, Cooper Standard termina con un mejor producto, en un plazo corto de tiempo, como resultado de emplear AcuSolve.
“Podemos cambiar los análisis de CFD tan rápido como podemos generar los conceptos”, dice Lincoln. “Para que podamos examinar más diseños, no tenemos que elegir unos pocos. Si puede ejecutar más modelos, puede convertir los diseños rápidamente mientras todavía están frescos en la mente del ingeniero. Los rápidos resultados de CFD bajo demanda tienen un gran impacto en nuestro trabajo “.
Una clave para el éxito de Cooper Standard con AcuSolve ha sido su colaboración con el personal de Altair.
“En Altair, veo el compromiso con el cliente de arriba hacia abajo”, declara Lincoln. “La alta gerencia proporciona las herramientas y la dirección que el equipo necesita para apoyarnos. De abajo hacia arriba, las personas con las que trabajo responden regularmente de inmediato y están dispuestas a pasar más tiempo conmigo. Como resultado, Altair nos ha proporcionado una herramienta que nos permite producir un mejor producto con menos inversión de recursos “.
Fuente: https://altairhyperworks.com/ResourceLibrary.aspx?keywords=CFD&category=Case+Studies
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