- Инновации
- CAE моделирование
CAE моделирование
Автоматизированное конструирование
Процесс автоматизированного конструирования (САЕ) в компании Dinex включает в себя моделирование характеристик выбросов с помощью 1D-системы, проектирование системы и оценку показателей ее работы.
Оценка системной конфигурации осуществляется с помощью 1D-инструментария. При разработке конструкции системы используются инструменты CAD (система автоматизированного проектирования), оценка технических характеристик системы выполняется с помощью инструментов FEA (анализ методом конечных элементов) и CFD (вычислительная гидродинамика).
Система автоматизированного проектирования (CAD)
При разработке конструкции изделия используются инструменты 3D CAD системы SolidWorks, которая позволяет создавать 3D-модели как отдельных деталей, так и системных узлов в целом. Исходные данные при разработке конструкции, которые предоставляются заказчиком:
Технические требования
- Характеристики, срок службы, материалы, эксплуатационная надежность и др.
Информация об автотранспортном средстве
- Расположение, рабочее пространство, присоединяемые детали, нагрузка на дорогу, информация о двигателе и данные по выбросам
Дозирование и носители
- Информация об инжекторе, требования к размеру / покрытию носителей
На выходе этапа проектирования проводятся / разрабатываются / выполняются / определяются:
- Испытание системы нейтрализации отработавших газов в рамках гибкой концепции с использованием Образца А
- Подготовка прототипов для проверки соответствия конструкции заданным требованиям с использованием Образца В
- Подготовка серийных прототипов для проверки соответствия серийных образцов заданным требованиям с использованием Образцов C и D
Разработка конструкции изделия методом математического моделирования
Ускоренное предварительное моделирование для улучшения рабочих характеристик и увеличения срока службы изделия еще на этапе проектирования.
Анализ методом конечных элементов (FEA = МКЭ)
Конструкционная прочность, тепловые и вибрационные характеристики, а также усталость и предварительный расчет срока службы конструкции системы нейтрализации выхлопных газов вычисляются с помощью программного пакета Ansys Mechanical. Приложение Ansys – это инструмент 3D-моделирования на базе метода конечных элементов, в котором исходными данными служат усталостные характеристики материалов и данные о вибрационных нагрузках, предоставляемые заказчиком.
На выходе моделирования методом FEA получаются следующие характеристики:
- Уровень механических напряжений и амплитуды смещений
- Собственная частота колебаний и формы колебаний
- Расчетные срок службы и усталость конструкции
Проверка результатов моделирования методом FEA выполняется с помощью испытаний на вибростойкость и измерения температуры поверхности изделия.
Шумы, вибрации, стуки (NVH)
Оценка акустических характеристик системы нейтрализации отработавших газов выполняется с помощью программного пакета Comsol Multiphysics. Приложение Comsol – это инструмент 3D-моделирования на базе метода конечных элементов с возможностью определения акустических характеристик (линейным давлением).
На выходе процесса моделирования получаются / выполняются:
- Матрица передаточной функции
- Потери при передаче
Проверка результатов моделирования испытанием на «шумы, вибрации, стуки» выполняется на акустическом стенде.
Моделирование систем доочистки отработавших газов - 1D вычислительная гидродинамика
Газодинамические и эмиссионные характеристики, а также характеристики выбросов всей выхлопной системы вычисляются с использованием программного пакета AVL Boost, в котором имеются специальные возможности для описания процессов внутри двигателя и систем доочистки отработавших газов. Пакет AVL Boost представляет собой 1D инструмент вычислительной гидродинамики (CFD) и моделирования кинетики химических реакций.
Основные параметры, получаемые в результате моделирования:
- Время разогрева
- Уровень выбросов оксидов азота из выхлопной трубы
- Выход на эффективный режим работы катализатора окисления дизельного топлива (DOC) и селективного каталитического реагента (SCR)
Подтверждение результатов 1D моделирования выполняется с помощью SGB и испытаний двигателя на динамометрическом стенде.
Вычислительная гидродинамика (CFD)
Газодинамические характеристики всей выхлопной системы вычисляются с использованием программного пакета AVL Fire, в котором имеются специальные возможности для описания процессов внутри двигателя и систем доочистки отработавших газов.
Основные параметры, получаемые в результате 3D гидродинамического моделирования:
- Индекс однородности потока и распределение потока
- Величина обратного давления
- Тепловые потери и температура поверхности
- Индекс однородности содержания аммиака (NH3)
Создание образца А происходит по результатам многоэтапного моделирования методами вычислительной гидродинамики и выполняется для правильного прогнозирования однородности, величины обратного давления и риска появления нагара.
Подтверждение результатов гидродинамического моделирования выполняется с помощью испытаний двигателя на динамометрическом стенде.
