Strömungsoptimierter SUV aus dem Computer

Wie viel Treibstoff verbraucht ein Fahrzeug? Wie hoch sind seine Emissionen? Mit dem weltweit geltenden Testverfahren World­wide Harmonized Light Vehicles Test Procedure (WLTP) werden die notwendigen Messungen unter möglichst realistischen Bedingungen durchgeführt. Dazu gehören unter anderem eine im Vergleich zum vorherigen Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) höhere Geschwindigkeit, eine längere Fahrstrecke und die Berücksichtigung von Sonderausstattungen. Durch die höhere Geschwindigkeit steigt der Einfluss der Aerodynamik auf den Verbrauch. Dadurch gewinnt die aerodynamische Forschung und Entwicklung an Bedeutung. Röchling Automotive ist mit der Open-Source-Lösung AeroSUV mit dabei.

Der Name sagt es: Im Fokus dieser Lösung stehen Geländelimousinen (Sport utility vehicles, SUVs). Das hat seinen Grund. Die SUVs erzielen Jahr für Jahr auf dem Weltmarkt für Automobile den stärksten Marktanteil. Daher ist das generische Modell eines SUVs für die Aerodynamikforschung besonders interessant. Röchling Automotive hat vor diesem Hintergrund gemeinsam mit dem Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart (FKFS) ein frei zugängliches, neutrales Modell in der Größe 1:4 entwickelt. Das Projekt wurde im März 2019 auf dem Internationalen ­Stuttgarter Symposium des FKFS vorgestellt. Die Geometrie des AeroSUV ist als Open-Source-Lösung auf der Website ecara.org zum Download erhältlich.

Autos sind komplex. Durch die sich drehenden Räder entstehen Wirbel, die mit der restlichen Strömung inter­agieren. Durch die Kühlluft tritt vorne Luft ein und an verschiedenen, oft auch unerwarteten Stellen wieder aus. Generische Modelle, wie das AeroSUV, eignen sich gut, um neue Technologien zu testen, da sie die Kom­plexität verringern. So lässt sich zum Beispiel der Kühlluftstrom zu 100 Prozent unterbinden. Man kann auch die Räder entfernen und die Radhäuser mit Schaum verschließen, so dass die Strömung „einfacher“ wird. „An einem generischen Modell kann ich zumindest einen Teil der Fremdeinflüsse auf meine zu testende Technologie ausschalten“, erläutert Dr. Juliane Nies, Aerodynamics Expert bei Röchling Automotive in Worms.

Generische Modelle sorgen außerdem für eine bessere Vergleichbarkeit. In unterschiedlichen Windkanälen wird – zum Beispiel je nach Größe der Teststrecke oder der Bodensimulation – für ein und dasselbe Fahrzeug ein leicht anderer Wider- und Auftriebsbeiwert gemessen. Durch die öffentlich zugänglichen CAD-Daten eignet sich das generische Modell für Vergleichsmessungen zwischen verschiedenen Windkanälen. Da das Modell darüber hinaus über weniger Details verfügt, lassen sich numerische Simulationen der Strömungsdynamik deutlich schneller durchführen.

Zwar sind generische Modelle bereits auf dem Markt verfügbar, allerdings entweder nicht als SUV oder nicht als Open-Source-Lösung. Das AeroSUV ist somit der nächste Schritt nach dem DrivAer – einem generischen Pkw-Modell –, um die Plattform von Open-Source-Modellen zu erweitern. Die Idee eines Open-Source-Modells ist es, dass jeder seine Mess- und Simulationsergebnisse veröffentlicht und so auch alle anderen Beteiligten diese zum Abgleich ihrer eigenen Messungen und zur Validierung ihrer Simulationen nutzen können.

Röchling Automotive und die Wissenschaftswelt haben mit dem AeroSUV nun die Möglichkeit, Simulationen unkompliziert, realistisch und rasch durchzuführen. So können Innovationsideen schnell getestet werden. Das AeroSUV schafft nicht nur eine neutrale Datenbasis, sondern eröffnet auch die Möglichkeit, neue Innovations­felder zeitnah zu erschließen.

 
 

Dr. Ing. Juliane Nies

Röchling Automotive, Aerodynamics Expert

Advanced Development Aerodynamics & New Mobility

Phone: +49 6241 844-236

juliane.nies@roechling-automotive.de

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