Leseprobe Digital Engineering Magazin 2010/08

42 Simulation & Visualisierung Crash-Simulation
Skoda-Fahrzeugentwicklung: Simulation und Versuch eines Frontalaufpralls im Vergleich.
in eine Lösung integriert und um einen
Implicit-Solver sowie Solver für Temperatur-,
Akustik- und Strömungs-Berechnungen
(Finite-Point-Methode für Airbag-Entfaltung)
ergänzt.
Der spezielle Fokus lag darauf, unter einer
einheitlichen Oberfläche für alle Anwendungen
ein einheitliches Input- und
Output-Format verwenden zu können,
um so eine flexible Interaktion, problemlosen
Datenaustausch sowie ein gemeinsames
Pre- und Postprocessing zu
ermöglichen. Da alle Anwendungen auf
eine gemeinsame Datenbasis zugreifen,
entfällt die Notwendigkeit, jeweils eigene
Simulationsmodelle zu generieren
beziehungsweise geeignete Konvertierungen
durchführen zu müssen.
Fertigungsprozesse und
Fügetechniken berücksichtigt
Neben der Möglichkeit, beispielsweise
über PAM-SAFE Airbag-Subsysteme sowie
Dummy- beziehungsweise Mensch-
Performance eines virtuellen Crashtests auf verschiedenen
Hardware-Plattformen und Prozessorknoten.
Modelle mit der Crash-Simulation zu koppeln,
können auch Lösungen, die nicht in
der Virtual Performance Solution enthalten
sind, eingebunden werden. Dies gilt
insbesondere für die Fertigungssimulation,
eine der Kernkompetenzen von ESI.
Fertigungsprozesse und Materialeigenschaften
beeinflussen das Crash-Verhalten
nachhaltig und dürfen deshalb
bei einem realistischen Virtual Prototyping
nicht unberücksichtigt bleiben.
So verändern sich beispielsweise durch
Umformvorgänge unter anderem Blechdicken,
und auch unterschiedliche Fügetechniken
(Verschrauben, Schweißen
oder Kleben) haben direkten Einfluss auf
das Verhalten von Crash-Strukturen. ESI-
Programme wie PAM-STAMP (Blechumformung),
PAM-RTM (Herstellung von
Composites) oder die Schweißsimulation
(SYSWELD) können der Crash-Simulation
vorgeschaltet werden und so Fertigungsaspekte
berücksichtigen.
Netzdetaillierung
flexibel anpassbar
Damit die inzwischen verfügbare Rechnerleistung
nicht durch die sehr großen
Modelle kompensiert wird, hat man bei
ESI erheblichen Aufwand in die optimale
Nutzung der Hardware-Ressourcen investiert.
Parallelisierungstechniken wie
SMP (Shared Memory Parallel: mehrere
Prozessoren können auf den gesamten
Hauptspeicher zugreifen) und DMP
(Distributed Memory Parallel: mehrere
komplette Einzelrechner mit eigenem
Hauptspeicher und Betriebssystem sind
über ein Netzwerk miteinander verbunden)
ermöglichen eine hohe Systemskalierbarkeit,
die es erlaubt, Systeme mit
mehreren hundert CPUs zu nutzen. Seit
neuestem setzt ESI mit SUD (SMP under
DMP) als erster Anbieter im CAE-Bereich
auf eine Kombination beider Techniken
und konnte damit nochmals eine signifikante
Performance-Verbesserung erzielen.
Durch die Parallelisierung sind darüber
hinaus neue Simulationstechniken wie
das Multi Model Coupling möglich. Bei
diesem Verfahren können in einem relativ
grob vernetzten und mit großen Zeitschritten
berechneten Gesamtmodell
isolierte Bereiche mit hoher Auflösung
und kleinen Zeitschritten detailliert berechnet
werden. Die so erreichte Zeitersparnis
ist beträchtlich und reduziert die
Rechenzeiten drastisch, ohne die Ergebnisqualität
zu beeinflussen.
Speziell auf dem Gebiet der Materialund
Versagensmodelle betreibt ESI einen
außergewöhnlich hohen Forschungsund
Entwicklungsaufwand. Zusammen
Virtueller
Crashtest-
Dummy.
Bilder: ESI
mit Forschungseinrichtungen und Materiallieferanten
hat man leistungsstarke
Modelle für alle heute industriell eingesetzten
Materialen entwickelt.
Nutzungs- und Kosteneffizienz
durch Simulation Driven Design
Die Crash-Simulation ist heute ein integraler
Bestandteil der digitalen Entwicklungskette.
Durch an der Realität und
den entwicklungstechnischen Notwendigkeiten
orientiertes Simulation Driven
Design lassen sich signifikante Verbesserungen
und Einsparungen erzielen. ESI
bietet mit der Virtual Performance Solution
das Handwerkszeug und das Knowhow,
die Vision der virtuellen Produktentwicklung
bereits heute Wirklichkeit
werden zu lassen.
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KENNZIFFER: DEM20660
8/2010