[:de]Neuer virtueller Workflow für die Simulation druckgesteuerter Ventile[:en]New virtual workflow for simulating pressure controlled valves[:]

[:de]In sehr vielen technischen Bauteilen befinden sich Ventile und meistens tragen Sie mehr oder weniger zum Sicheren und vor allem effizienten Betrieb der Maschinen, in denen Sie eingebaut sind, bei.
Aufgrund der Einfachheit des Aufbaus, der geringen Konstruktionskosten und der Robustheit des Systems gibt es eine Vielzahl an Anwendungsgebiete, wie bspw. Ventile für Kompressoren in LKWs oder in PKWs, Kompressoren für Luft- und Erdgas, Ventile zur Steuerung der eingesaugten Luftmasse von 2-Takt Verbrennungskraftmotoren bis hin zu vollhermetische Kleinstkompressoren in Kühlschränken.

Das Ventil ist zwar einfach in der Konstruktion, doch ist die Auslegung und Vorhersage der Ventildynamik ist sehr komplex und damit auch die Abschätzung der auftretenden Verluste. Hochleistungsrechnende Systeme und numerische Simulationen ermöglichten in den letzten Jahren Simulationen die 3-dimensional die Ventildynamik abbilden.

Aufgrund der komplexen geometrischen und gasdynamischen Vorgänge war es bisher noch nicht möglich die Einschränkungen hinsichtlich des Anwendungsbereiches auszumerzen und daher bis jetzt für den industriellen Einsatz nur beschränkt anwendbar.

Durch die von SES-Tec speziell entwickelten numerischen Methoden und virtuellen Workflows ist es nun möglich dies auch im industriellen Bereich zu nutzen. Dadurch ergeben sich folgende Vorteile für unsere Kunden:

  • geringen Durchlaufzeiten
  • Qualitätssicherung der Ergebnisse
  • Vorausberechnungen von Realgeometrien (kaum Vereinfachungen notwendig

Zusätzlich wurden eigene Modelle für die Berücksichtigung spezieller Effekte z.B. Klebekräfte, Einfluss elektromagnetischer Kräfte, Vorspannkräfte etc. implementiert. Durch einen nahezu vollständig automatisierten Workflow ist es möglich, dass die Simulationsumgebung von nicht Experten bedienbar ist, wodurch ein Kostenvorteil für die Kunden generiert werden konnte. Weiters profitiert man durch bessere Produkte aufgrund eines verbesserten Prozessverständnisses.

Bild, freeimages.com/Mark Brannan

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In lots of technical components are valves and contribute mostly more or less to the safe and efficient operation of machines where they are installed in. Due to the simplicity of their construction, low construction costs and the robustness of the system, there are a number of application areas such as valves for compressors in trucks or cars, compressors for air and gas, valves for controlling the aspirated air mass of 2-stroke internal combustion engines to fully hermetic compressors in micro fridges.
While the valve is simple in construction, the interpretation and prediction of the valve dynamics is very complex thereby estimating the occurring losses is difficult. High-performance computing systems and numerical simulations enabled 3-dimensional simulations, which depict the valve dynamics it in the recent years.

Due to the complex geometric and gas dynamic processes, it was not yet possible to eliminate the restrictions on the scope and therefore until now limited for industrial applications.Due to SES-Tec’s specially developed numerical methods and virtual workflows it is now possible to use this also in the industrial sector. This has the following advantages for our customers:

  • lower cycle times
  • quality assurance of results
  • projections of real geometries (hardly necessary simplifications

In addition, their own models for the consideration of special effects were implanted (such as adhesive forces, influence of electromagnetic forces, preload forces etc.). Through an almost completely automated workflow it is possible that the simulation environment can be used by non-experienced users, thereby a cost advantage for the customer could be generated. Furthermore, you benefit by better products due to an improved process understanding.

Image, freeimages.com/Mark Brannan

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