Proces projektowy i zaawansowane obliczenia numeryczne - projektowanie i optymalizacja zaawansowanych technicznie i złożonych produktów przemysłowych

Transkrypt

1

2 Proces projektowy i zaawansowane obliczenia numeryczne - projektowanie i optymalizacja zaawansowanych technicznie i złożonych produktów przemysłowych Główny Projektant Wzornictwa PESA Bydgoszcz SA dr Bartosz Piotrowski - Uniwersytet Technologiczno Przyrodniczy w Bydgoszczy - Wyższa Szkoła Biznesu Politechniki Warszawskiej/IWP - Akademia Sztuk Pięknych w Warszawie Główny Spec. ds. Obliczeń Numerycznych PESA Bydgoszcz SA dr Artur Marczewski

3 Proces projektowy i zaawansowane obliczenia numeryczne AGENDA: czas: 25 min. 1. Wstęp. - O firmie i Dziale Rozwoju PESA Bydgoszcz SA. czas: 5 min. 2. Wykorzystanie i wpływ wyników obliczeń numerycznych na proces projektowania produktu - Obszary współpracy w ramach interdyscyplinarnego procesu projektowego. B. Piotrowski. czas: 10 min. 3. Zaawansowane obliczenia numeryczne stosowane w procesie projektowania i optymalizacji pojazdów szynowych. - Główne obszary i korzyści z wykorzystania obliczeń. Artur Marczewski. czas: 10 min. 6. Podsumowanie/Dyskusja. - czas: 5 min.

4

5

6

7

8 badania i rozwój nakłady w mln PLN

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20 studium przypadku 01 aerodynamika i czoło pojazdu pojazd: EMU PesaDART, EMU elf producent: PESA Bydgoszcz SA

21

22

23

24

25

26

27

28 studium przypadku 02 konstrukcja i zabudowa wnętrza pojazd: EMU elf2 producent: PESA Bydgoszcz SA

29

30

31

32 studium przypadku 03 dystrybucja powietrza i projektowanie przestrzeni pojazd: DMU LINK DB producent: PESA Bydgoszcz SA

33

34

35

36

37

38

39 wykorzystanie potencjału HPC dla analizy numerycznej rzeczywistych procesów fizycznych pozwala na oszczędność czasu i kosztów, oraz przyspieszenie procesu projektowego w PESA S.A.

40 NUMERYCZNE METODY OBLICZENIOWE W PROCESIE PROJEKTOWYM PESA S.A. PRZY WYKORZYSTANIU INFRASTRUKTURY HPC OPTYMALIZACJA TOPOLOGICZNA wstępny zarys konstrukcji ANALIZA WYTRZYMAŁOŚCIOWA METODĄ ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH projekt konstrukcji ANALIZA ZDERZENIOWA projekt strefy zderzeniowej projekt konstrukcji OPTYMALIZACJA PARAMETRYCZNA redukcja masy ANALIZA MODALNA oddzielenie częstości drgań własnych

41 NUMERYCZNE METODY OBLICZENIOWE W PROCESIE PROJEKTOWYM PESA S.A. PRZY WYKORZYSTANIU INFRASTRUKTURY HPC ANALIZA DYNAMIKI JAZDY POJAZDU MULTI BODY DYNAMICS wyznaczenie sił działających na elementy pojazdu dobór elementów zawieszenia pojazdu bezpieczeństwo przed wykolejeniem komfortu jazdy ANALIZA AERODYNAMICZNA COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS wyznaczenie ciśnień działających na pojazd projekt czoła pojazdu projekt elementów klimatyzacji i wentylacji ułożenie komponentów na dachu pojazdu ANALIZA AKUSTYCZNA wyciszenie pojazdu

42 ANALIZA ZDERZENIOWA możliwa implementacja numeryczna na wielu procesorach automatyczny podział domeny obliczeniowej wysoka skalowalność obliczeń duża wielkość modelu obliczeniowego założenia dotyczące wielkości siatki elementów skończonych uproszczenia modelu obliczeniowego: bryły sztywne, charakterystyki stopni usprężynowania, masy skupione itp. zderzenie z pojazdem identycznym w trakcji jedno- i wielokrotnej zderzenie z wagonem 80t zderzenia z przeszkodą odkształcalną 15t zderzenie z przeszkodą niską

43 ANALIZA AERODYNAMICZNA możliwa implementacja numeryczna na wielu procesorach automatyczny podział domeny obliczeniowej wysoka skalowalność obliczeń duża wielkość modelu obliczeniowego założenia dotyczące uproszczenia geometrii dobór odpowiedniej wielkości domeny obliczeniowej założenia dotyczące warstwy przyściennej mijanie się pojazdów przejazd przez tunel wpływ pojazdu na pracowników torowych wzajemny wpływ komponentów układów elektrycznych, klimatyzacji, wentylacji, chłodzenia, napędu

44 SPOSTRZEŻENIA I WNIOSKI WYKORZYSTANIE INFRASTRUKTURY HPC pozwala na skrócenie procesu projektowego pozwala na uzyskanie wyników zaawansowanych symulacji numerycznych w czasie akceptowalnym w przemyśle produkcyjnym pozwala na symulację złożonych procesów fizycznych pozwala na jednoczesną symulację wielu wariantów konstrukcji pozwala na optymalizację, a co za ty idzie redukcję masy konstrukcji, kosztów wytworzenia pierwszej sztuki, oraz kosztów ekologicznych (powstałych przy wytwarzaniu wielu prototypów) pozwala na minimalizację kosztów związanych z metodą prób i błędów, i tworzeniem serii prototypów do testów rzeczywistych.

45

46

47

48