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Produktentwicklung über 1D-Modelle

Merkle & Partner: Vereinfachung in der virtuellen Entwicklung

Produktentwicklung über 1D-Modelle

1D-Modelle eignen sich auch hervorragend für Berechnungen im Bereich des Thermomanagements. (Bildquelle: @shutterstock_PP77LSK)

Simulationsberechnungen sind längst in den Entwicklungsabteilungen der Industrie angekommen, da sie zeit- und ressourcenaufwändige Testings perfekt ergänzen. Hier spielen vor allem 1D-Modelle eine wichtige Rolle. Zur Untersuchung und Optimierung komplexer Systeme lassen sich zeitnah und wirtschaftlich einzelne Werte erschließen – vor allem auch für ein durchdachtes Thermomanagement.

1D-Modelle sind vor allem zum Testen ganzer Fahrzeugzyklen wie dem WLTP (World hamonized Light-duty vehicles Test Procedure – weltweit einheitliches Leichtfahrzeug-Testverfahren) gängige Verfahren. 1D-Modelle erfassen vereinfacht physikalische Zusammenhänge. Dort, wo keine 3D-Verteilung zur Beurteilung herangezogen werden muss, sondern einzelne Werte ausreichend sind, können 1D-Modelle optimal eingesetzt werden.

Im Thermomanagement nutzt Merkle & Partner die 1D-Simulation für unterschiedliche Szenarien. Wenn beispielsweise die Platzierung der Elektronik eines Produktes konstruktionsbedingt verändert wird, können auf Basis definierter Grenztemperaturen ganze Kühlkonzepte validiert werden. Im Bereich der Elektromobilität können Fahrzeuge schneller entwickelt werden, wenn sich über 1D-Simulationen die Positionsveränderung der Batterie inklusive aller Leistungsparameter nachvollziehen lässt.

Sinnvoll ist ein 1D-Testmodell immer dann, wenn es darum geht, Serien weiterzuentwickeln, Produkte zu diversifizieren, Betriebszustände oder Umgebungsparameter zu verändern. Dann bietet ein 1D-Modell ein realitätstreues Abbild, um Auswirkungen direkt einschätzen zu können. Die Einsparungen im Vergleich zu Real-Testings und selbst zu 3D-Modellen sind in Tagen und Wochen an Konstruktionszeit zu messen. Mit validen Ergebnissen.

„Die virtuelle Produktentwicklung wird mit Hilfe der 1D-Simulation ihren Siegeszug fortsetzen. Auf Basis dieser Technologie können wir noch schneller konkrete Antworten erhalten. Ausschlaggebend ist die zugrunde liegende Kalibrierung über Versuche oder 3D-Simulation, zur richtigen Auslegung des 1D-Modells“, so Dipl.-Ing. (TU) Stefan Merkle, Geschäftsführer der Merkle & Partner GbR und ergänzt: „Möglichkeiten für 1D-Berechnungen sind schier unbegrenzt. Neben dem Automobilbereich sind 1D-Testings in der Zwischenzeit beliebtes Entwicklungs-Tool in weiten Teilen der Industrie. Von der Entwicklung von Industrie-Anlagen bis hin zu Küchengeräten.“

Das Ingenieurbüro Merkle & Partner GbR in Heidenheim wurde 1989 von Luft- und Raumfahrtingenieur Stefan Merkle gegründet und zählt zu den ersten und führenden Dienstleistern für ingenieurwissenschaftlicher Berechnungen und Simulationen in Deutschland. Am Hauptsitz Heidenheim und den Niederlassungen Wolfsburg, Homburg/Saar und Erfurt bearbeiten die 50 Mitarbeiter jedes Jahr rund 500 Kundenprojekte aus den Kerngebieten Strukturanalyse, Strömungssimulation und virtueller Produktentwicklung. Zum Kundenkreis zählen namhafte Unternehmen aus dem Maschinen- und Anlagenbau, der Luft- und Raumfahrttechnik, der Automobilindustrie, der Konsumgüterindustrie und dem Schiffbau.

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