Ein reduziertes Modell zur Simulation des transienten thermischen Verhaltens einer Fahrzeugkabine
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Beschreibung
David Klemm untersucht das transiente thermische Verhalten einer Fahrzeugkabine. Relevante lokale Parameter modelliert der Autor mit dem Ansatz eines linearen, zeitinvarianten Systems und charakterisiert drei Lastfälle durch dreidimensionale transiente CFD-Simulationen. Mit diesen Parametern entwickelt er auf Basis eindimensionaler Übertragungsprozesse ein reduziertes Simulationsmodell und validiert es anhand dreidimensionaler CFD-Simulationen. Dieses Modell benötigt eine um den Faktor 105 reduzierte Rechenzeit im Bereich von Echtzeit.
Der Inhalt
- Grundlagen linearer zeitinvarianter Systeme (LTI), eindimensionaler Wärmeübertragung und Numerik finiter Differenzen
- Modellierung relevanter Größen des thermischen Verhaltens einer Fahrzeugkabine als LTI-System
- Modellbeschreibung des reduzierten transienten thermischen Simulationsmodells einer Fahrzeugkabine
- Validierung des reduzierten Simulationsmodells anhand dreidimensionaler CFD-Simulationen für die Lastfälle „Soak“, „Heatup“ und „Cooldown“
- Lehrende und Studierende der Thermodynamik, Systemmodellierung und Simulation
- Entwickler in der Industrie im Bereich der Fahrzeugklimatisierung und Regelung von Fahrzeugklimaanlagen
David Klemm untersucht das transiente thermische Verhalten einer Fahrzeugkabine. Relevante lokale Parameter modelliert der Autor mit dem Ansatz eines linearen, zeitinvarianten Systems und charakterisiert drei Lastfälle durch dreidimensionale transiente CFD-Simulationen. Mit diesen Parametern entwickelt er auf Basis eindimensionaler Übertragungsprozesse ein reduziertes Simulationsmodell und validiert es anhand dreidimensionaler CFD-Simulationen. Dieses Modell benötigt eine um den Faktor 105 reduzierte Rechenzeit im Bereich von Echtzeit.
Der Autor:
David Klemm hat mehrjährige Industrieerfahrung im Bereich der Strömungssimulation und der Auslegung von elektronischen Steuergeräten. Nach der Forschungstätigkeit am Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen (IVK) der Universität Stuttgart beschäftigt er sich nun mit der Simulation in der Systementwicklung von Nutzfahrzeugen.
Um Größenordnungen reduzierte Rechenzeit gegenüber der CFD-Simulation
Autor*in
David Klemm
Themen in »Ein reduziertes Modell zur Simulation des transienten thermischen Verhaltens einer Fahrzeugkabine«
Transiente thermische Simulation Klimatisierung Fahrzeugkabine CFD-Simulation Lineare zeitinvariante Systeme Eindimensionale Wärmeübertragung Modellreduktion Echtzeitfähigkeit Lokale Temperaturverteilung Wärmestrahlung Sichtfaktoren Konvektion Wärmeleitung Finite Differenzen Crank-Nicolson-Verfahren