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제목 Elevating Exhaust 등록일 2017.05.23 16:02
글쓴이 (주)써모 조회 121

업데이트된 배기 시뮬레이션으로 작업 흐름을 개선할 수 있는 방법


"배기 시스템은 차량 설계에서 가장 뜨겁고 복잡한 시스템 중 하나입니다."


배기 시스템은 차량 설계에서 가장 뜨겁고 복잡한 시스템 중 하나입니다. 이로 인해 배기 시스템과 주변 부품에 대한 열 관리 및 보호가 매우 중요합니다.


설계 단계 초기에 종종 우리는 설계를 시작하는데 가정이나 일반화를 "충분" 하다고 받아들입니다. 우리가 가정을 제한하여 설계를 시작할 수 있다면, 정확한 열 시뮬레이션으로 시작하면 어떨까요? 적절한 소프트웨어를 사용하면 이러한 유형의 시뮬레이션 방법론이 가능합니다.


Using simulation earlier in your design process


C20160523_01.pngFD 시뮬레이션은 정확하지만 설계 프로세스 초기에 사용하기에는 노동과 시간이 너무 많이 들며 시스템 모델링 프로그램은 종종 배기 시스템이 주변 구성 요소에 미치는 영향에 대한 세부 정보를 제공하지 않습니다. 그러나 업데이트된 시뮬레이션 방법론은 적절한 정확도를 제공하고 적시에 결과를 제공하는 "Goldilocks" 옵션을 제공합니다. 이러한 유형의 시뮬레이션 방법은 엔지니어에게 보다 효율적인 작업 흐름을 제공할 뿐만 아니라 설계 프로세스의 초기 단계에서 혁신적인 기회를 창출합니다.


최고의 시뮬레이션 방법을 사용하면 실제 프로토 타입을 통해 볼 수 있는 모든 물리학, 재료 및 구성 요소를 사용하여 실제 시스템에서 작동하는 것처럼 배기 시스템을 모델링할 수 있습니다.


Individual Component Performance


배기 시스템의 구성 요소는 서로 다른 역할을 합니다. 동일한 온도 값 및 물리적 속성을 할당하거나 각 부품이 주변 부품과 동일한 효과를 갖는 것으로 가정하여 각 부품을 동일하게 취급하는 것은 맞지 않습니다.


특정 물리에 의해 각 부분이 어떻게 영향을 받는지 아는 것은 대류를 정확하게 시뮬레이션 하는데 중요합니다. 이제 특정 고급 시뮬레이션 방법을 사용하여 입구 효과, 표면 거칠기, 진동 효과, 굽힘 각도, 뿐만 아니라 팽창 및 수축을 고려할 수 있습니다.


이 방법을 사용하면 개별 구성 요소의 실제 특성을 기반으로 각 구성 요소의 성능을 확인할 수 있습니다. 구성 요소 (파이프, 터보차저, 또는 촉매 변환기) 의 정확한 상호 작용을 이해하는 것이 더 효과적인 열 보호 전략을 개발하는 방법을 이해하는데 중요합니다.


Updated Convection Models


각 구성 요소의 열 반응을 이해하는 동시에 업데이트된 대류 모델이 만들어져 내부 CFD 분석의 필요성이 줄어 들었습니다.


이제 정확한 결과를 제공하는 시간을 일 단위가 아닌 시간 단위로 처리하는 Exhaust Streamline 분석을 수행할 수 있습니다. Exhaust Streamline 은 복잡한 형상으로도 정확하고 적절한 결과를 도출할 수 있는 고급 경로 검색 및 센터링 알고리즘을 사용합니다.


이는 시스템 시뮬레이션보다 정확도가 향상되었으며 CFD 분석보다 적시에 결과를 제공합니다. 이 방법을 사용하면 프로세스 초기에 더 자세한 시뮬레이션을 도입할 수 있으므로 테스트 및 수정 단계에서 시간 및 비용을 절약할 수 있습니다.


Importance Of Transient Simulation


정확한 배기 20160523_02.png모델을 갖는 또 다른 주요 구성은 배기 시스템을 Transient 으로 시뮬레이션 하는 기능입니다. Transient 시뮬레이션 방법을 사용하면 Steady State 가 아닌 시간 경과에 따른 배기 구성 요소의 변화를 확인할 수 있습니다.


현재 워크 플로우의 일부를 Transient 시뮬레이션으로 작성하면 다른 고급 시뮬레이션 방법을 준비할 수 있습니다.


다가올 시뮬레이션 방법을 사용하면 Transient Drive Cycle 조건을 시뮬레이션 할 수 있습니다. 그러면 엔진 속도 및 부하, 배기 가스 온도 및 배기 유량을 Transient 으로 시뮬레이션 할 수 있습니다. 이를 위해서는 Transient 시뮬레이션을 지원하는 배기 시스템의 정확한 열 모델이 필요합니다.


시대를 앞서가기 위해서는 작업 흐름에 Transient 시뮬레이션 방법을 구현하고 시뮬레이션이 발전하고 설계 프로세스를 개선하는 방법에 대비해야 합니다.


The Future Is Here


20160523_03.png러한 유형의 시뮬레이션 방법은 ThermoAnalytics 의 Exhaust Tool 을 사용하여 수행할 수 있습니다. Exhaust Tool 은 강력하고 국부적인 대류 모델과 Transient 해석에 built-in parts 를 사용합니다.


대류 모델은 배기 시스템 내에서 대류가 작동하는 방식을 구체적으로 조정하고 정확한 Exhaust Streamline 을 제공하기 위해 고급 경로 검색 및 센터링 알고리즘을 사용합니다.


모델 설정은 파이프, 터보차저, 촉매 변환기 및 사용자가 정의한 옵션과 같은 사전 제작된 부품을 포함해 단순화되어 독자적인 열 비율 및 대류 상관 관계를 정의할 수 있습니다. 이러한 부품에는 입구 효과, 표면 거칠기, 진동 효과, 굽힘 각도 및 Exhaust Streamline 기능이 이미 적용되어 있습니다. 부품에는 사전 정의된 데이터가 제공되지만 더 자세한 시뮬레이션을 위해 자체 데이터를 활용할 수도 있습니다.


Exhaust Tool 을 사용하면 차량 내부 흐름의 설계에 대한 결정을 평가함과 동시에 시스템 및 주변 구성 요소의 안전과 기능을 보장하는데 사용할 수 있는 정확한 시스템 모델을 얻을 수 있습니다. Exhaust Tool 은 또한 Transient 시뮬레이션을 지원하고 곧 출시될 Drive Cycle Tool 을 통해 배기 시스템이 Transient Drive Cycle 시뮬레이션에 반응하는 방법을 보여줄 수 있습니다. Exhaust Tool 은 열 모델링 소프트웨어 TAITherm 의 별도 라이선스 기능으로 12.3 소프트웨어를 통해 사용할 수 있습니다.