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Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der systematischen Körperschallbeschreibung eines Bahn-Klimagerätes mit Einsatz von FE-Simulationsdaten. Es wird ein Simulationsmodell des Klimagerätes aufgebaut. Dieses wird dazu genutzt, dynamische Kenngrößen der Gerätestruktur zu ermitteln. Die strukturbeschreibenden Größen werden zusammen mit gemessenen Quellanregungen für die Körperschallbeschreibung des Klimagerätes genutzt. Es erfolgt ein Vergleich der Ergebnisse mit einer Körperschallberechnung die ausschließlich auf Messdaten basiert. Die unter den Betrachtungspunkten Modellierungsaufwand und Rechenzeit erreichte Ergebnisgenauigkeit und Einflüsse auf diese werden diskutiert.
Die Modalanalyse ist ein wichtiges Werkzeug zur Charakterisierung modaler Parameter einer Struktur. Im Rahmen dieser Arbeit wurde an einem Versuchsträger gezeigt, welche Einflüsse Änderungen der Werkstoffverbindung auf die modalen Eigenschaften haben. Die Arbeit gibt einen Überblick sowohl über die Vorgehensweise der Modalanalyse im Experiment als auch über die der Simulation. Die Ergebnisse der verschiedenen Ansätze wurden vergleichend dargestellt und bewertet. Dabei wurden Fehlerquellen und entsprechende Lösungsansätze genannt.
Die Konzeptstudie befasst sich mit der Evaluierung unterschiedlicher Konzepte von Avalanche Photodioden in einer 0,18 µm CMOS- Hochvolttechnologie. Die Anforderungen für die Avalanche Photodioden liegen bei einer Durchbruchspannung von 14 V in Sperrrichtung und haben eine maximale Quanteneffizienz von 850 nm/940 nm im nahen infraroten Bereich. In Betracht wurden fünf verschiedene Strukturen gezogen. Anhand von TCAD-Simulationen ließen sich unterschiedlichen Parameter der APDs untersuchen und Prozesseinflüsse definieren. Ein Abgleich der Simulationsmodelle erfolgt über die Messung mit einer Referenzdiode. Mit dieser Vergleichsmessung lässt sich die Gültigkeit der Simulation bestätigen oder widerlegen. Nur so können die Ergebnisse der APDs eingeordnet werden.
Zur motorunabhängigen Speisung des Bordnetzes für mobile Anwendungen soll eine Kombination von Reformer und Brennstoffzelle in Form einer APU zur Anwendung kommen. Bei der Gemischbildung für die Reformierung des flüssigen Kraftstoffes kommt das Prinzip der Druckstoßeinspritzung zum Einsatz. Auf Basis von hydraulischen und optischen Versuchen sowie PDA-Messungen am Einspritzprüfstand wird ein numerischen Einspritzstrahlmodell mit Hilfe 1D und 3D Simulationstools entwickelt. Hierfür werden u.a. numerische Modelle für den Tropfenzerfall sowie Tropfenverteilungsmodelle angewandt. Nach der Kalibrierung des numerischen Einspritzstrahls werden Varianten der Reformergeometrien für die Gemischbildung vorgestellt, wobei eine erzwungene Luftbewegung gezielt die Erzeugung eines homogenen Gemisches unterstützt.
Diese Diplomarbeit bearbeitet die Entwicklung eines Schalensitzes in Faserverbundbauweise für ein Rennfahrzeug der World Rallye Championship. Dieser Schalensitz wird dazu entwickelt Vorteile gegenüber den auf dem Markt verfügbaren Sitzen in Bezug auf Ergonomie, Masse und passive Sicherheit zu besitzen. Weiterhin bestehen durch die Geometrie des Sitzes Vorteile für die Integration in die Bauraumumgebung des VW Polo R WRC. Die Auslegung und Berechnung erfolgt für Lastfälle nach Reglement der Federation Internationale de l'Automobile. Mittels der Simulationswerkzeuge des Altair® HyperWorks®-Paketes werden numerische Berechnungen zur Auslegung des Strukturbauteils angestellt. Im Fokus der Simulationen stehen Sensibilitätsanalysen geometrischer Veränderungen, strukturelle Topologie- und Topografieoptimierungen der Geometrie sowie die Berechnung und Optimierung des Lagenaufbaues. Darüber hinaus werden die mechanischen Eigenschaften der verwendeten Werkstoffe ermittelt. Die Konstruktion wird ebenso wie die Aufbereitung von Fertigungsdaten und
Die Sicherstellung des Kaltstarts von Ottomotoren mit Direkteinspritzung unter Ver-wendung von E85 ist aufgrund der Eigenschaften des Kraftstoffes im Vergleich zum herkömmlich verwendeten Benzin kritischer und somit hinsichtlich der Applikation anspruchsvoller. Das Ziel dieser Diplomarbeit war es, die optimalen Startparameter für einen ausgewählten Motor unter bestimmten Randbedingungen zu ermitteln. Dafür wurde ein Simulationstool, welches die Zylinderfüllung und die Verdampfung im Startvorgang berechnet, in Betrieb genommen und hinsichtlich der Beschreibung der Verdampfung und Gemischbildung weiterentwickelt. Anschließend wurden Kaltstartversuche zur Bewertung der Simulationsergebnisse durchgeführt, wobei diese Ergebnisse nur geringe Abweichungen zur Berechnung aufwiesen. Mit der Einarbeitung eines neuen Modellansatzes für die Gemischbildung sowie dem erneuten Abgleich mit realen Versuchen lassen sich die optimalen Parameter für einen akzeptablen Start für unterschiedliche Temperaturen noch genauer vorausberechnen. Zur Veranschaulichung der innermotorischen Prozesse wurde ein auf Excel basierendes Geometriemodell weiterentwickelt. Mit der überarbeiteten Version können eventuelle Kollisionen des Kraftstoffes mit Bauteilen sowie grundlegende Vorgänge im Brennraum optimal dargestellt werden.
Aus einem Überblick der in der Automobilindustrie zum Einsatz kommenden Karosserieblechen hinsichtlich Werkstoffgüte, Festigkeitskennwerte und Blechstärke werden Schlußfolgerungen zur Umformbarkeit getroffen. Ausgehend von der ungenügenden Darstellung der Rückfederung von Blechformteilen mit dem Simulationsprogramm Autoform 3.03 soll mittels Probepressungen mit zwei Werkzeugsätzen das Aufsprungverhalten verschiedener Werkstoffgüten experimentell untersucht werden. Es erfolgt eine Gegenüberstellung der Ergebnisse mit der parallel dazu stattfindenden Simulation in Autoform 3.03. Aus den Ursachen der geometrischen Abweichung der Blechformteile auf Grund der Rückfederung werden Vorschläge für eine gezielte Werkzeuganpassung mit dem Ziel der Aufsprungminimierung erarbeitet.
TRNSYS 17 bietet die Möglichkeit, detaillierte Berechnung des Strahlungswärmetransports durchzuführen. Die bisher verwendeten Standard-berechnungsmodelle sind dabei vereinfachend. Um die Unterschied zwischen den Standardmodellen und den detaillierten Modellen in der Behandlung des Strahlungswärmetransport und die Beziehungen zwischen den Abweichungen zwischen den verschiedenen Berechnungsansätzen und den gewählten Parametern zu untersuchen, wurden anhand eines normalen Mehrfamilienwohnhauses im unsaniert und im sanierten Zustand vergleichende Simulationen durchgeführt. Nach der Untersuchung von 4 Basisvarianten ist festzustellen, dass die Standardmodelle zur Berechnung des Strahlungswärmetransports die solaren Gewinne überschätzen. Der Hauptgrund dafür ist die Vernachlässigung der externen Verschattung. Außerdem verlässt weniger Strahlung das Gebäude durch die Außenfenster, was mit der vereinfachten Verteilung der diffusen Strahlung im Standardmodell zu tun hat. Darüber hinaus überschätzen die Standardmodelle die Transmissionsverluste. Der Hauptgrund dafür ist, dass die Überschätzung der solaren Gewinne zu einer höheren Oberflächentemperatur der Wandinnenflächen des Gebäudes führt. Darüber hinaus hat auch das Standardmodell für die Berechnung der langwelligen Strahlung einen Einfluss darauf. Des Weiteren überschätzen die Standardmodelle den Heizenergiebedarf beim unsanierten Gebäude, während der Heizenergiebedarf beim sanierten Gebäude unterschätzt wird. Die Transmissionsverluste sind der Haupteinflussfaktor bei der Simulationen mit dem unsanierten Gebäude, während die solaren Gewinne der Haupteinflussfaktor bei den Simulationen mit dem sanierten Gebäude sind. Nach der Untersuchung von verschiedenen Simulationen mit einer Variaton der Einflussgrößen Standort, Raumsolltemperatur, solarer Absorptionsgrad und Emissionsgrad sind folgende Schlussfolgerung zu ziehen: Erstens ist festzustellen, dass die Standorte eine relativ große Auswirkung auf die Abweichungen haben. Es gibt hierbei hauptsächlich drei Gruppen von Wechselwirkungen. Je stärker die Solarstrahlung von einem Standort ist, desto größer ist die Abweichung der solaren Gewinne in kWh/a. Darüber hinaus gilt, je niedriger die Außentemperatur ist und je größer die Solarstrahlung eines Standortes ist, desto größer ist die Überschätzung der Transmissionsverluste des Gebäudes in kWh/a. Außerdem zeigt eine Kennzahl, die die meteorologischen Eigenschaften eines Standorts beschreibt und deren Ermittlung somit zunächst ohne Simulation erfolgt, wie stark die Überschätzung der solaren Gewinne die Abweichung des Heizenergiebedarfs beeinflusst. Je größer diese Kennzahl ist, umso kleiner ist der Wert der prozentualen Abweichung des Heizenergiebedarfs und umso größer ist der Einfluss der Überschätzung der solaren Gewinne. Zweitens hat die Raumsolltemperatur keinen Einfluss auf die solaren Gewinne und ihr Einfluss auf die Abweichung der Transmissionsverluste und des Heizenergiebedarfs ist gering. Drittens beeinflusst der solare Absorptionsgrad die Abweichung der solaren Gewinne. Je größer der solare Absorptionsgrad von der Innenseite der Wände ist, umso kleiner ist die Abweichung der solaren Gewinne. Außerdem gilt, je mehr Zonen mit nur einem Fenster das Gebäude aufweist, desto stärker ist diese Abhängigkeit. Viertens reagieren die Standardmodelle auf die Veränderung des Emissionsgrads gar nicht und rechnen mit einem festen Wert von 0,9. In Gegensatz dazu, reagieren die detaillierten Modelle auf die Veränderung des Emissionsgrads. Deshalb gilt, je größer der Emissionsgrad von der Innenseite der Wände ist, umso kleiner ist die Abweichung der Transmissionsverluste. Die mit den detaillierten Modellen gerechneten Simulationen benötigen rund doppelt so viel Zeit wie die mit den Standardmodellen gerechneten. Die detaillierten Modelle sind für Gebäude mit folgenden Merkmalen besonders zu empfehlen: Erstens, es sind externe Verschattungen einschließlich der Eigenverschattung des Gebäudes vorhanden. Zweitens, die Innenseite der Wände haben kleine Emissionsgrade und das Gebäude ist unsaniert. Diese zwei Merkmale spielen jeweils eine wichtige Rolle bei der Abweichung der solaren Gewinne und Transmissionsverluste und wirken sich somit zusammen auf den Heizenergiebedarf des Gebäudes aus. Es gibt auch andere Aspekte, die zur größeren Abweichung führen (wie in der Kapitel 8 erläutert). Aber diese zwei Aspekte führt zur nicht mehr zu vernachlässigenden Abweichung. Außer dieser zwei Situationen, für ein Gebäude mit einer gewöhnlichen Fassade mit gestanzten Fenstern die erhöhte Detailebene einen geringen Einfluss auf die Ergebnisse hat.
Diese Diplomarbeit beinhaltet den Vergleich und die Bewertung der Softwarelösungen für Prozesse der Umformtechnik Stampack und Autoform. Hauptziel der Arbeit ist die Formulierung einer konkreten Anschaffungsempfehlung für den Auftraggeber, die Fahrzeug-Entwicklung-Sachsen (FES-AES GmbH). Zur Bewertung der Softwarelösungen werden Anforderungen aufgestellt und entsprechende Bewertungskriterien abgeleitet. Es erfolgt die Prüfung der Funktionsumfänge und Benutzerfreundlichkeit hinsichtlich Tiefziehsimulation und Rückfederungsberechnung. Zusätzlich werden die Module der Autoformsoftware für Ziehanlagengestaltung und Rückfederungskompensation untersucht und bewertet. Die Übereinstimmung von Versuchsdurchführungen und Simulationsergebnissen wird im praktischen Teil der Arbeit exemplarisch an zwei Prototypenwerkzeugen überprüft. Hierbei zeigt Autoform, im Gegensatz zu Stampack, sehr gute Übereinstimmungen. Weiterhin wird die Wirtschaftlichkeit der Softwarelösungen mittels Return On Investment
Die Arbeit leitet mit der allgemeinen Bedeutung der Verringerung des CO2 Ausstoßes ein und definiert Messgrößen und Bilanzierungsmethoden, um einer weiteren Erhöhung entgegenzuwirken. Anschließend werden Faserstoffe, Faserhalbzeuge und Herstellungsmethoden für die Anfertigung von Faserverbundwekstoffen unter ökologischen Gesichtspunkten beschrieben. Danach werden bei der Durchführung eines ausgewählten Prozess relevante Daten aufgezeichnet und diese in ein Modell überführt. Die Modellierung dient als Grundlage einer Simulation mit anwenderorientierten Design. Materialdaten werden aus einer recherchierten und für diese Arbeit zusammengestellten Datenbank entnommen. Die Arbeit schließt mit der Validierung der gewonnen Daten ab und zeigt weitere Möglichkeiten auf, wie diese Validierung geschehen kann. Zum Schluss findet eine Diskussion der Ergebnisse statt und ein Ausblick für weitere Versuche wird gegeben.
Im Umfeld der Neuroprothetik werden dreidimensionale Neuro-elektroden entwickelt. Es ist bekannt, dass diese Elektroden gute Ergebnisse bezüglich Faserselektivität in komplexen Nerven erzielen können. Die Faserselektivität wird mittels des den nervendurch-dringenden Potentialfeldes erreicht. Wesentlichen Einfluss auf die Ausprägung des Potentialfeldes hat das Elektrodendesign. Beschrieben ist der Aufbau eines Messplatzes, der es ermöglicht, die dreidimensionale Potentialverteilung von Mikroelektroden mit einer örtlichen Auflösung von 10 µm sicher aufzunehmen. Besonderes Augenmerk wird dabei auf Sondenpositionierung, Sondendesign und elektrische Messschaltung gelegt. Daneben erfolgt die Implementierung eines Simulationsprogramms der FEM. Die numerische Berechnung der Feldverteilung planerer und dreidimensionaler Neuroelektroden wird durchgeführt. Es wird ein Nerven-Kompartementmodell erstellt, welches die Portierbarkeit der gewonnen Messdaten auf elektrische Vorgänge am realen Nerv abzuschätzen hilft. <!-- #h:dissdiplNeuroelektrode.doc# -->
Im Rahmen dieser Arbeit wird die Software für die zentrale Fahrzeugssteuerung (Betriebsstrategie) eines PKW mit Hybridantrieb entwickelt. Mit dem Simulationsmodell des Hybridfahrzeugs wir die Funktion der Software überprüft. Im letzten Teil der Arbeit werden Optimierungsmethoden für Betriebsstrategien aufgezeigt.
In einer vorhergehenden Arbeit wurden methodische Ansätze zur Simulation von Schallentstehung durch Strömung und dessen Ausbreitung in das Programmpaket OpenFOAM implementiert und teilweise validiert. Inhalt der hier vorliegenden Diplomarbeit ist die experimentelle Validierung der genannten Löser. Hierzu werden zunächst die notwendigen theoretischen Grundlagen der numerische Strömungsberechnung und der Strömungsakustik vorgestellt. Anschließend wird auf die zur Anwendung kommende Berechnungsmethodik eingegangen. Weiterhin werden Voruntersuchungen an einem geraden Rohr durchgeführt, um die Genauigkeiten der Berechnungen beurteilen zu können. Zur Validierung des Lösers für die Schallausbreitung wird eine Dämpfergeometrie nachgerechnet, um die erzielten Resultate im Anschluss mit vorliegenden Daten einer Prüfstandsmessung zu vergleichen. Für die Validierung der Berechnungen zu strömungserzeugten Geräuschen werden Messungen angestellt. Die daher gewonnen Daten dienen dann dem Abgleich mit den Berechnungsergebnissen, für die eine Large-Eddy-Simulation zur Strömungsberechnung verwendet wird. Abschließend wird die technische Anwendbarkeit der Methodik anhand der erzielten Ergebnisse bewertet.
Bewertung einer Auswahl von Heizkörpern bei der Nutzung als Raumkühlgerät, Vergleich der Abkühl- und Durchströmungsverhalten der Heizkörper anhand Strömungssimulation, Erarbeiten einer Aufgabenstellung für notwendige Änderungen am Heizkörperanschluss, Darstellung eines Nutzungskonzeptes und Beschreibung der Wärmeströme mittels Jahressimulation in einem mehrgeschossigen Wohngebäude Konzeption für die Umrüstung eines Heizungsstranges in einem mehrgeschossigen Wohngebäude, Kostenschätzung und Berechnung der wirtschaftlichen Leistungs- und Arbeitspreise für Wärme- und Kältelieferungen mit den Nutzungsansätzen der Simulation
Das Thema der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung von zwei Ansätzen, welche die Modellierung der Verbrennung in einem Ottomotor verbessern. Im ersten Teil wird ein neuer Ansatz zur Abbildung von Zyklenschwankungen (ZS) von aufeinander folgenden Arbeitsspielen untersucht. Dazu wird ein Einzylinder-Modell im Simulationsprogramm GT-Power mit dem ZS-Modul erweitert. Der Modellabgleich erfolgt anhand von Messungen an einem Motorenprüfstand. Die Ergebnisse des Modellabgleichs zeigen eine gute Übereinstimmung mit der Messung. Im zweiten Teil wird ein quasidimensionales Turbulenzmodell, welches auf einem k-ε Modells basiert, im Simulationsprogramm Arbeitsprozessrechnung (APR) untersucht. Der Modellabgleich erfolgt auf Ergebnisse aus einer CFD-Strömungsrechnung. Über weite Kurbelwinkelbereiche zeigt der erarbeitete Modellabgleich, sehr gute Übereinstimmungen mit der CFD. Im Bereich des Ladungswechsels kommt es allerdings zu größeren Abweichungen. In der Auswertung wurden Verbesserungen für diesen Bereich aufgezeigt.
Ziel dieser Diplomarbeit ist die Konzipierung und Entwicklung einer Schaltung zur Simulation von Raddrehzahlsensoren an Kraftfahrzeugen sowie der dazu benötigten Software. Dazu werden die Signale der zum Zeitpunkt der Diplomarbeit verwendeten Raddrehzahlsensoren analysiert und erörtert.
Durch einen programmierbaren Mikrocontroller werden diese Signale auf bis zu vier Kanälen nachgebildet. Es wird der Programmcode erklärt, welcher die Funktionsweise der Signalbildung sowie die Konfiguration und Bedienung über ein LCD-Display und einen Drehgeber ermöglicht. Das Simulationssystem wird auf eine Leiterplatte übertragen und mit einem Gehäuse versehen. Es wird auf die Auslegung der Leiterplatte und die Konstruktion des Gehäuses mittels 3D-Druck eingegangen. In verschiedenen praxisnahen Versuchen wird die Optimierung der Software in Erwiderung aufgetretener Probleme dargestellt. Es wird auf zukünftige Potentiale zur Erweiterung des Simulationssystems eingegangen. Außerdem sind Hinweise zur Montage, Programmierung und Bedienung des Simulationssystems beigelegt.
Auf Grundlage eines neuartigen Brennverfahrens für Gasmotoren soll eine Verschiebung der Magerlaufgrenze in der Teillast erreicht werden. Diese Arbeit soll hierfür einen Beitrag zum besseren Verständnis der dabei stattfindenden Entzündungsprozesse und der Flammenausbreitung leisten. Anhand einer theoretischen Betrachtung von Verbrennungsmodellen und deren Anwendung auf ein Dummy- Rechennetz konnte ein Vorzugsmodell für die Simulation eines Einhubtriebwerks ausgewählt werden. Der Vergleich der Ergebnisse mit optischen Messwerten gibt Auskunft über die Strömungscharakteristik und deren Einfluss auf die Flammenevolution. Mit einer weiteren Untersuchung soll geklärt werden, welche Randparameter einen dominierenden Einfluss auf die Entzündung des Gemisches im Hauptbrennraum haben. Hierfür wurde ein Methanmechanismus anhand von Zündverzugsmessungen validiert und auf die Kammerkerzengeometrie angewendet.
Bei der Entwicklung von komplexen Systemarchitekturen ist eine Anforderungsanalyse notwendig. Da diese sehr umfangreich werden kann, wird eine Software benötigt die Prozesse in der Analyse simuliert. Um die Simulation verwenden zu können, wird eine grafische Benutzerinteraktion benötigt, die Zugriff auf diese ermöglicht. In dieser Arbeit wird die Konzeption und Realisierung der dafür notwendigen Oberfläche beschrieben. Die Vorgehensweise des Autors beginnt mit dem Verstehen der Simulationssoftware, wodurch Schlüsse auf die zu realisierende Oberfläche ermöglicht werden. Mit der Erstellung von konzeptionellen Oberflächenentwürfen und Abläufen der Software, werden Strategien für die Implementierung definiert. Die in Java entwickelte Anwendung folgt dem Model-View-Controller-Prinzip um eine strukturierte Software zu entwickeln, die eine Trennung zwischen Anzeige, Datenspeicherung und Steuerung vornimmt. Der Autor schaffte eine Oberfläche mit der es möglich ist, die zur Simulationssoftware gehörenden Daten verwalten und anzeigen zu können, sowie eine Schnittstelle zu dieser herstellen. Damit können sowohl aus externen Dateien Anforderungen importiert, als auch die konkreten Simulationen gestartet werden.
Die Diplomarbeit soll das Zusammenwirken von Prozess-Simulationssystemen und dem 3D Fördertechnik-Planungsprogramm TRICAD FT aufzeigen. Der erste Teil der Diplomarbeit bietet eine Gesamtüberblick über das DaimlerChrysler Projekt 'Digitale Fabrik' und die im Rahmen des Projektes zur Anwendung kommenden Planungssysteme. Im zweiten Teil werden die Systeme Fabrikplanungs- und Informationssystem (FAPLIS) der DaimlerChrysler AG mit der Applikation TRICAD FT und die Prozess- und Produktionsplanungssysteme von DELMIA ind Tecnomatix betrachtet. Der letzte Teil beschäftigt sich mit der Kopplung von beiden Prozess-Simulationssystemen und TRICAD FT. Im Rahmen eines Rohbauszenarios wird das prinzipielle Zusammenwirken der Systeme, mit Hilfe von Datenaustausch aufgezeigt. Im Ausblick soll ein Weg aufgezeigt werden, der das noch stärker integrierte Zusammenwirken von Prozess-Simulationssystemen und den 3D Fördertechnikprogramm TRICAD FT ermöglicht.
Optische Vermessung und simulativer Vergleich einer kryogenen Wasserstoffeinblasung ins Saugrohr
(2004)
Im Zuge dieser Arbeit wurde die Darstellbarkeit der Kryogenen Wasserstoffeinblasung ins Saugrohr eines Verbrennungsmotors mit Hilfe des CFD-Tools FIRE v8 der Firma AVL untersucht. Zur Valdierung von Simulationsergebnisse wurde ein einfacher Modellversuch aufgebaut und die Einblasung von Wasserstoff in Luft visualisiert. Als optische Messmethoden kamen Schlieren- und PIV-Verfahren zum Einsatz. Im Verlauf der Arbeit konnte gezeigt werden, dass die qualitative Strahlausbreitung mit dem CFD-Tool FIRE v8 sehr gut abgebildet werden kann. Es war allerdings keine plausible Berechnung der sich einstellende Temperaturverteilung im Suagrohr möglich. Zur Verifizierung der Temperaturverteilung wurde ein Codevergleich mit dem CFD-Tool CFX von ANSYS durchgeführt. Im Rahmen dieser Arbeit konnten zudem bei kryogener Wasserstoffeinblasung ins Saugrohr auftretende Vereisungseffekte nachgewiesen werden.
In dieser Diplomarbeit werden Fahrzeugmodelle von Personenkraftwagen für die Simulation der Unfalleinlaufphase realer Verkehrsunfälle erstellt. Dies Modelle werden in das interne Simulationsprogramm der Verkehrsunfallforschung an der TU Dresden GmbH implementiert. Grundlage dieser Modellbildung ist die GIDAS-Datenbank. Ebenfalls Inhalt dieser Arbeit ist die Erstellung von Routinen zur automatisierten Vervollständigung der Fahrzeug-Datensätze. Basis für die entwickelten Routinen bilden die Programme Matlab/Simulink und CarSim.
Die Arbeit beschreibt den Aufbau und die Validierung eines Bordnetzmodells mit zwei Spannungsebenen 12V/48V über einen Gleichstromwandler gekoppelt. In Co-Simulation mit einem Gesamtfahrzeugmodell über die Middleware TISC wurden Einflussgrößen im simulierten Fahrbetrieb des NEFZ's auf das Zweispannungsbordnetz ermittelt.
Die Arbeit beschreibt den Aufbau und die Validierung eines Bordnetzmodells mit zwei Spannungsebenen 12V/48V über einen Gleichstromwandler gekoppelt. In Co-Simulation mit einem Gesamtfahrzeugmodell über die Middleware TISC wurden Einflussgrößen im simulierten Fahrbetrieb des NEFZs auf das Zweispannungsbordnetz ermittelt.
In der Diplomarbeit erfolgt die Simulation eines Niederspannungsnetzes mit verschiedenen Anschlusspunkten eines Energiespeichers. Das Niederspannungsnetz wird mit Hilfe des Simulationsprogrammes EMTP-ATP simuliert. Es wird eine Simulation für einen Energiespeicher, der bei dem Transformator an das Niederspannungsnetz angeschlossen ist, erstellt. Eine zweite Simulation stellt den Anschluss des Energiespeicher direkt im Haushalt des Netzendkunden dar.
Um Kraftstoff zu sparen verfügen moderne Kraftfahrzeuge über eine sogenannte Freilauffunktion. Diese entkoppelt während der vom Fahrer gewünschten Gaswegnahme den Verbrennungsmotor vom Getriebe bzw. den angetriebenen Fahrzeugrädern. Die Drehzahl des Verbrennungsmotors kann somit auf die Kraftstoff sparende Leerlaufdrehzahl reduziert werden. Um in Zukunft den Kraftstoffverbrauch noch stärker reduzieren zu können soll in solchen antriebslosen Schubbetriebsphasen der Verbrennungsmotor komplett abgeschaltet werden. Allerdings wird mit dieser Anwendung ein erhöhter Aufwand zum Betrieb von notwendigen Nebenaggregaten und Steuergeräten erforderlich. Da in diesen Phasen der Generator nicht angetrieben wird muss die erforderliche elektrische Energie allein durch die Fahrzeugbatterie zur Verfügung gestellt werden. Diese Batterie muss darüber hinaus noch genügend Energie besitzen um ein erneutes Starten des Verbrennungsmotors zu ermöglichen. Das in dieser Diplomarbeit beschriebene System nutzt einen zusätzlichen Energiespeicher zur Unterstützung der vorhandenen Fahrzeugbatterie und zur Versorgung der benötigten elektrischen Verbraucher. Des Weiteren trägt dieses System zur Stabilisierung des Kfz-Bordnetzes bei. Durch den unterstützenden Energiespeicher kann ein Einbruch der Bordnetzspannung z.B. während der Startphase oder einer Zuschaltung von Hochleistungsverbrauchern verringert werden. Das wahrnehmbare Flackern der Instrumentenbeleuchtung bzw. ein Abschalten des Radios während der Startphase kann somit vermieden werden was einen spürbaren Komfortgewinn für den Fahrer bedeutet. Hauptbestandteil dieser Diplomarbeit ist die Konzipierung, Dimensionierung und Simulation der bidirektionalen Energiespeicheranbindung an das Kfz-Bordnetz. Diese Anbindung wird durch einen Gleichspannungswandler der 1kW Leistungsklasse realisiert. Des Weiteren wird auf das Gesamtkonzept und die Systemarchitektur eines solchen Freilauf-Motor-Aus-Systems eingegangen.
Die Untersuchungen bezüglich des verwendeten PCMs zeigen zunächst, dass für PCM-Kühldecken Systeme ein Phasenwandel-Bereich zwischen 20 und 25°C am effizientesten für ganzes Kühlungssystem ist. Bei gegebenen Randbedingungen verbrauchen die PCM-Systeme mehr Energie als das Referenzsystem, dafür können die PCM-Systeme niedrigere Raumtemperaturen gewährleisten. Weiterhin sind die Laufzeiten der Kühlung bei den PCM-Kühldecken etwas kürzer als bei den konventionellen Kühldecken, jedoch sind die erforderlichen Spitzenkühlleistungen höher. Eigentlich will man mit den PCM-Kühldecken ja die Spitzenlasten senken. Die Lastspitzen treten vor allem zu Beginn der Regeneration des PCM auf. Hier sollte über alternative Regelstrategien nach-gedacht werden. Insgesamt ist die Modellierung des PCM
In der vorliegenden Arbeit werden Fahrdynamiksimulationen unter Verwendung von Mehrkörpersystemen durchgeführt. Untersucht wird das Verhalten eines PKWs bei dem Fahrmanöver 'Schlingern'. Ziel der Arbeit ist es herauszustellen, welche Änderungen am Fahrzeug das Fahrmanöver wie stark beeinflussen. Zunächst wird eine Vorgehensweise zur Durchführung des Fahrmanövers festgelegt, die es erlaubt, Ergebnisse aus realen Fahrversuchen und Simulation zu vergleichen. Vor den Simulationsrechnungen werden reale Fahrversuche gefahren. Es wird dargelegt, dass die so durchgeführten Messungen zu reproduzierbaren Ergebnissen führen. Für die Berechnungen wird ein, als Mehrkörpersystem modellierter, PKW verwendet. Die Eigenschaften des Simulationsmodells werden soweit wie möglich auf die des Versuchsfahrzeugs angepasst. Änderungen an der Modellierung werden bezüglich der Reibung an der Lenksäule und in den Gelenken der Spurstangen vorgenommen. Zusätzlich kommt ein genaueres Modell des Lenksystems zum Einsatz. Mit diesem Modellierungsstand werden die Simulationsrechnungen durchgeführt. Dazu wird das Fahrmanöver 'Schlingern' als Kommandoscript für die Driving Machine auf der Basis der Versuchsergebnisse erstellt. Ein Vergleich zwischen Simulations- und Messergebnissen zeigt Übereinstimmung in Frequenz und Abklingverhalten der Giergeschwindigkeit. Die Absolutwerte der Zeitfunktionen fallen in der Simulation geringer aus, als im Fahrversuch. Durch die Durchführung von Parameterstudien konnten Einflussgrößen gefunden werden.
Auf Grund von stetig steigenden Anforderungen an den Komfort und die Energieeffizienz von Kraftfahrzeugen, besteht bei Automobilproduzenten die Bestrebung, Optimierungspotenziale eines jeden Fahrzeugbereiches zu ergründen. Einen dieser Bereiche stellen Schaltsysteme dar. Deren Einsparvermögen offenbart sich in vielfachen Eigenschaften. Ein wichtiges Merkmal neben der Effizienz von Schaltsystemen ist der erzielbare Schaltkomfort. Vor diesem Hintergrund wird im Rahmen der vorliegenden Arbeit eine Untersuchung durchgeführt, inwiefern im Vorauslegungsprozess eines Schaltsystems Aussagen über den zu erwartenden Schaltkomfort getroffen werden können. Die Arbeit beschäftigt sich zunächst mit dem Sachverhalt, in welche Kriterien Schaltkomfort unterteilt wird und wie sich diese objektiv bemessen lassen. Die Vergleichbarkeit zwischen gemessenen Werten und menschlichem Empfinden im Bezug auf den Schaltvorgang ist hierbei von zentraler Bedeutung. Dieser Abgleich soll es erlauben, den Komfort eines Schaltvorganges anhand gemessener Kenngrößen bewerten zu können, ohne das Empfinden eines Fahrers zu benötigen. Zu diesem Zweck wird ein Schaltvorgang ausgelegt und dessen Auswirkungen auf die Längsdynamik eines Fahrzeuges mit Hilfe einer Simulation dargestellt. Das Fahrzeug wird hierbei als vereinfachtes Modell ausgeführt. Anhand der erarbeiteten Kriterien wird anschließend die Güte des Schaltkomforts bewertet.
Die Materialflusssimulation hat sich in den letzten Jahrzehnten zu einem anerkannten und häufig genutzten Hilfsmittel bei der Planung, Realisierung und den Betrieb von Fertigungssystemen entwickelt. In der vorliegenden Arbeit wird unter Anwendung der Materialflusssimulation ein bereits bestehendes Fertigungssystem, im Rahmen einer Simulationsstudie, untersucht. Bei dem Fertigungssystem handelt es sich um einen Vollautomaten zur Montage von Kopfstützmodulen, der durch eine hohe Komplexität des Fertigungsprozesses gekennzeichnet ist. Im Rahmen der Simulationsstudie sollen Möglichkeiten der Ausstoßerhöhung sowie Einflüsse auf den Ausstoß des Fertigungssystems untersucht werden. Durch eine Ist- Analyse des Fertigungssystems (gemäß dem Ablauf von Simulationsstudien), der Erstellung eines Konzeptmodells und der Beschaffung der erforderlichen Daten und deren simulationsspezifische Aufbereitung, wurde mittels der Simulationssoftware
Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Simulation physikalische Eigenschaften optisch reaktiver Elemente (wie z.B. Spiegel und Linsen). Diese können mit Hilfe eines entsprechenden Simulationsmodelles effektiv am Computer nachgebildet werden. Die Elemente wirken dabei aktiv auf den Strahlengang eines gleichsam nachgebildeten Laserstahles ein und realisieren dadurch seinen Weg durch die Szene. Die Grundlage des Simulationsvorganges bildet ein Raytracer, der in seinem Funktionsprinzip die Ausbreitungshierarchie realer Lichtstrahlen der physikalischen Optik abstrahiert. Das verwendete Simulationsmodell berücksichtigt dabei grundlegende optische Gesetzmäßigkeiten und ist dennoch universell genug für zukünftige Erweiterungen.
Der effiziente Umgang mit Energie gehört zu den bestimmenden Themen unserer Zeit. Die Formel E hat sich zur Aufgabe gemacht, nicht nur den Elektroantrieb in einem kompetitiven Umfeld weiterzuentwickeln, sondern auch den effizienten Umgang der Fahrer mit der zur Verfügung stehenden Energie in besonderem Maß zu belohnen. So rückt die Entwicklung der reinen Geschwindigkeit der Rennfahrzeuge, verglichen zu anderen Rennserien, in den Hintergrund, und macht Platz für ein fast gänzlich neues Entwicklungsfeld im Motorsport
Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Twin-Scroll-Turbine eines Abgasturboladers mit Hilfe der 3D-Simulationssoftware OpenFOAM untersucht. Es werden zunächst zwei vereinfachte Turbinenmodelle mit Hilfe der CAD-Software PTC Creo 2.0 erstellt und mit Hilfe der 3D-Simulation der Strömungslinienverlauf der Modelle untersucht, um die Anwendbarkeit der AMI-Methode zu überprüfen. Danach wird ein vollständiges dreidimensionales Strömungsmodell der Twin-Scroll-Turbine aufgebaut, mit welcher 64 Punkte des Kennfeldes einer Heißgas-prüfstandsmessung der Turbine nachgebildet werden.
In dieser Abschlussarbeit sollen anhand einer 1D-Simulation eines vorhandenen Verbrennungsmodells Brennverläufe für die im transienten Motorbetrieb auftretenden Randbedingungen berechnet werden. Die berechneten Werte der Verläufe werden danach in geeigneter Form tabelliert. Ziel der Arbeit ist es, die Brennverläufe in Abhängigkeit von jedem auftretenden Betriebszustand, und damit auch während transienter Fahrmanöver, vorzugeben. Um die Bennverläufe für jeden Betriebszustand ermitteln zu können, müssen zuvor die Einspritzverläufe als Eingangsgröße für den jeweiligen Betriebspunkt im Verbrennungsmodell hinterlegt werden. Im Versuch wur-den dafür verschiedene Variationen der Einspritzraten in Abhängigkeit von Einspritz-druck, Druckübersetzer-Zustand und Einspritzmenge ermittelt. Dadurch können nicht hinterlegte Einspritzraten für jeden Punkt im Motorkennfeld interpoliert werden. Mit den simulierten Brennverläufen können in akzeptabler Rechenzeit Verbrauchs- sowie Abgasemissionswerte in Stationärpunkten sowie transienten Fahrmanövern (zum Beispiel im Fahrzyklus des WLTP) bestimmt werden. Das so entstandene Einspritz-raten- und Verbrennungsmodell wird später in ein Nutzfahrzeug-Vollmotor-Modell integriert.
Neue Fahrzeuge muessen festgelegte Anforderungen an den Fussgaengerschutz erfuellen. Dazu gehoert unter anderem der Aufprall eines Beinimpaktors an die Fahrzeugfront. Dort stellt meist ein sogenannter Lower Stiffener das Hauptbauteil in der unteren Lastebene dar. Aktuell erfolgt in den Fussgaengerschutzanforderungen eine Umstellung auf den als
Für die Analyse der Hochschulmensa war es notwendig eine Datenerfassung durch zu führen. Die erfassten Daten dienen als Grundlage für die Simulation mit der Software Flexsim. Nach Analyse der aufgenommenen Daten wurden die Abläufe in der Mensa beschrieben und ein Modellkonzept erstellt, dass den Momentanen stand wiederspiegelt. Aufgrundlage dieses Konzeptes wurden verschiedene Simulationsexperimente durchgeführt, um Kapazitätsengpässe sichtbar zu machen. Die erlangten Erkenntnisse werden für die Optimierung eingesetzt.
Mit der stetig steigenden Anzahl an Fahrzeugprojekten und der daraus resultierenden steigenden Anzahl an benötigten Umformwerkzeugen ist es erforderlich, aktuelle Ferti-gungskonzepte zu untersuchen, um bei der Bauteiloptimierung Zeit einzusparen.
Eine Fahrzeugkarosse ist in folgende vier Baugruppen unterteilt: Seiten, Dach, Boden und Türen. Jedes Bauteil unterliegt spezifischen und komplexen Fertigungskonzepten. Die Umformwerkzeuge werden im Werkzeugbau der AUDI AG Ingolstadt konstruiert und gefertigt. Dabei ist zu erkennen, dass Fehler wie beispielsweise Oberflächenfehler immer wieder an den identischen Stellen an einem Bauteil auftreten. Einer dieser Bereiche ist die Heckspitze eines Seitenwandrahmens. Ziel dieser Arbeit ist es, im Auftrag der AUDI AG Ingolstadt Fertigungskonzepte an einem Seitenwandrahmen im Bereich der Heckspitze zu untersuchen und Möglichkeiten zur Optimierung des Fertigungskonzepts aufzuzeigen.
Im Rahmen dieser Arbeit wird im ersten Schritt zunächst der Entstehungsprozess und deren Einfluss auf das Umformwerkzeug analysiert. Zur Analyse der Fertigungskonzepte werden zudem zwei aktuelle Umformprojekte verwendet. Anschließend werden anhand der Analysen die bestehenden Fertigungskonzepte überarbeitet und in die Umformwerk-zeuge rückgeführt. Zur Überarbeitung der Fertigungskonzepte werden das CAD-Programm CATIA V5® und das FEM-Programm AutoForm® verwendet. Da der Beschnitt im Bereich der Heckspitze eines Seitenwandrahmens entscheidenden Einfluss auf das Bauteil hat, wird zudem die Beschnittermittlung untersucht und mögliche Lösungsverfah-ren zur Erreichung der Beschnitttoleranzen aufgeführt.
Numerische Simulation der akustischen Eigenschaften von Schalldämpfern für Ansaug- und Abgasanlagen
(2006)
Computergestützte Simulationsmodelle entwickeln sich immer mehr zu unabdingbaren Berechnungstools. Besonders im Bereich der Auslegung von Abgasanlagen im Automobilsektor tragen sie im Wesentlichen dazu bei, akustische und strömungstechnische Probleme frühzeitig zu erkennen. In der vorliegenden Arbeit werden mit Hilfe des Programmsystems LMS Virtual.Lab Berechnungen zur Untersuchung der akustischen Eigenschaften von Schalldämpfern durchgeführt. Ein Tutorium dokumentiert die allgemeine Vorgehensweise ausgehend vom CATIA-Modell über die entsprechende Bauteilvernetzung bis hin zur akustischen Berechnung am Beispiel der Randelementmethode. Exemplarische Berechnungsbeispiele der Eigenfrequenzen und des Schalldruckverlaufs am Beispiel eines Motorrad-Abgasschalldämpfers geben einen Einblick in die Möglichkeiten der BEM- und FEM-Analyse. Diese können als Grundlage für weitere Untersuchungen verwendet werden.
Die Diplomarbeit befasst sich mit der kinematischen Simulation von Umformwerkzeugen und den dazugehörigen Transfereinrichtungen. Es wird die Bedeutung der kinematischen Simulation im Werkzeugbau erarbeitet. Bereits bestehende Verfahren werden hinsichtlich ihrer Zweckmäßigkeit untersucht und verglichen. Ergebnisse fließen in die Lösungsfindung ein. Eine Einführung in kinematische Grundbegriffe des Werkzeugbaus erfolgt als Basis für eine Erarbeitung eines Konzeptes zur Nutzung des DMU Kinematics Moduls der CAD-Software CATIA V5 von Dassault Systèmes bei AWEBA. Einzelne Funktionen des Programms und deren Nutzung werden veranschaulicht. An Hand eines näher erläuterten Beispielprojektes werden die Schritte von der Aufbereitung der Eingangsdaten aus Pressendaten und Durchlaufplänen über die Visualisierung der funktionsbedingten Werkzeugbewegungen bis hin zur kinematischen Transfersimulation aufgezeigt. Verschiedene Lösungen und Möglichkeiten werden gegenübergestellt und einem Vergleich unterzogen. Grafische Aufbereitungen sollen eine möglichst einfache Anwendung der vorgestellten Verfahren gewährleisten. Innerhalb einer Eingabemaske in Microsoft Excel wird dem Nutzer ein Mittel zum Generieren von Bewegungsdiagrammen aus zuvor eingegebenen Parametern mit Hilfe eines Ersatzmodells zur Seite gestellt. Die Erkenntnisse zum Aufbau der kinematischen Simulation fließen in universelle Startmodelle für die Optimierung des Konstruktionsprozesses ein. Auswertend werden Bauraum- und Kollisionsuntersuchungen angestellt, um das Zusammenspiel von Werkzeug- und Transferbewegungen schon frühzeitig abstimmen zu können.
Untersuchung des Spannungs- und Dehnungsverhaltens von Stoßdämpferrohren bei dynamischer Belastung
(2018)
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Stoßdämpferkraftermittlung mittels Dehnungsmessstreifen. Es werden drei unterschiedliche Dämpfertypen mit Messstreifen appliziert. Dazu wurde jeweils eine Berechnungssimulation durchgeführt, um das dynamische Verformungsverhalten des Dämpfers zu bestimmen. Mit diesen Ergebnissen wurde ein Plan erstellt, an welchen Positionen das Bauteil zu bekleben ist. Die Dämpfer wurden über ihre gesamte Länge mit Dehnungsmessstreifen appliziert um die Simulationsergebnisse zu überprüfen. Nach der Durchführung von drei unterschiedlichen dynamischen Dämpferanregungen je Stoßdämpfer wurden die Ergebnisse ausgewertet und zu einer Applikationsvorschrift zusammengefasst.
Diese Diplomarbeit umfasst die Berechnung eines Modulschalldämpfers hinsichtlich des Mündungsschalls mittels 1D - Simulation und 3D - CFD - Berechnung. Die Berechnung erfolgte einerseits mit GT-POWER für die eindimensionale Berechnungsseite, andererseits mit dem kommerziellen CFD - Code STAR-CCM+. Zum Erreichen einer Vergleichbarkeit wurden Messergebnisse von vorhandenen Schallpegelmessungen für die Auswertung herangezogen, welche im Vorfeld an der WHZ ermittelt wurden. Im Rahmen dieser Arbeit wird, beginnend bei der Modellerstellung bis zum direkten Vergleich zwischen Messung und Rechnung, ein Überblick über die Umsetzbarkeit akustischer Problemstellungen mit Hilfe der aufgeführten Programme gegeben. Speziell mit den Ergebnissen aus der eindimensionalen Simulation ist eine Möglichkeit aufgezeigt, eine rein rechnerische Schalldämpferauslegung zu erzielen und diese durch entsprechende Messungen zu verifizieren.
Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Implementierung einer akustischen Analogie in das Programmpaket OpenFOAM. Im Vorfeld werden die theoretischen Grundlagen der numerischen Strömungssimulation und die Grundlagen der Strömungsakustik erläutert. Anschließend wird auf die Umsetzung der Wellengleichung und die Modellierung der Quellterme in der Programmiersprache C++ eingegangen. Weiterhin wird eine nicht reflektierende Randbedingungsroutine in den Lösungsalgorithmus des Programmpaketes integriert. Anhand von analytischen Modellen wird die Plausibilität der Ansätze überprüft und validiert. Die Beurteilung der Turbulenzmodellierung der für die Strömungsberechnung verwendeten Large Eddy Simulation erfolgt an dem Modell eines Helmholtzresonators. Mit einer erarbeiteten und implementierten Kopplungsmethodik kann eine Einsparung des Rechenaufwandes erzielt werden. Die Berechnung der Schallentstehung und der Schallfortpflanzung kann durch die integrierte Analogie realisiert werden. Nachfolgend werden Berechnungen anhand von Versuchsdaten erstellt und verglichen.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Entwurf für einen Prozessor auf Logikgatterebene angefertigt. Durch die genutzte Software kann der Betrieb eines Prozessors mit diesem Entwurf simuliert werden. Zudem wurden ein Assembler und einige Beispielprogramme für den Prozessorentwurf angefertigt. Die Ergebnisse dieser Arbeit sollen als Unterrichtsmaterial im Modul Computerarchitektur eingesetzt werden.
Die vorliegende Diplomarbeit beinhaltet Untersuchnungen zum dynamischen Verhalten von Trennschleifgeräten inklusive Bediener. Aus Probandenversuchen ermittelte Bahnkurven, Beschleunigungs- und Kraft/Momentverläufe werden mit Vorgabewerten nach ISO 9518 verglichen und bewertet. Anhand der kinematischen Struktur des realen, mechanischen Systems Trennschleifgerät-Bediener werden Modellvarianten entwickelt und die gewählte Vorzugsvariante zur Modellierung im Mehrkörper-Simulationsprogramm alaska verwendet. Die Simulationsergebnisse werden mittels Ergebnissen aus den Probandenversuchen verifiziert.
MKS-Simulation eines Pkw-Frontantriebes zur Bewertung der Fahrwerks- und Antriebsstrangdynamik
(2011)
Die Arbeit befasst sich mit der Simulation eines Mehrkörpersystems. Ziel dabei ist es ein bestehendes Antriebsstrang-Modell um Fahrwerkskomponenten, wie den Fahrschemel, das McPherson Federbein und den Reifen, zu erweitern. Der Fokus liegt dabei auf der Modellierung des Reifens. Modelliert wird das dreidimensionale Mehrkörpersystem mit der Software SIMPACK. Mithilfe des Modells werden die Schwingungen des Fahrwerks unter Motor- und Fahrbahnanregung analysiert. Die Fahrbahnanregung erfolgt durch ein- bzw. beidseitige Hindernisüberfahrt. Ausgewertet werden die berechneten Daten vornehmlich an den Karosserieanlenkpunkten. Gezeigt werden neben dem Einfluss elastischer Körper auf das Schwingungsverhalten des Modells, die Auswirkungen, die durch die Hindernisüberfahrt entstehen.
Die Notwendigkeit der zerstörungsfreien Qualitätsprüfung im industriellen Fertigungsprozess erfordert u.a. die ständige Weiterentwicklung hierfür geeigneter Verfahren. Gegenstand dieser Diplomarbeit war deshalb die Untersuchung der Optimierungsmöglichkeiten des Wirbelstrommessverfahrens. Zunächst wurde eine Recherche über Verfahren und Möglichkeiten zur Simulation von Wirbelstrommessungen durchgeführt. Hier sollte geklärt werden, in wie fern sich durch Simulationen Synergieeffekte und Einsparungen z.B. für die praktische Entwicklungsarbeit von Sensoren ergeben könnten. Im Weiteren lag das Augenmerk auf einer Erweiterung der bestehenden Auswertealgorithmen. Es wurde ein Mustervergleich entwickelt, der, unter Beachtung der 3D - Struktur der Wirbelstromsignale, für Fehler charakteristische Kurvenverläufe in Messdaten finden kann. Zusätzlich wurde zur Daten- und Rechenzeitminimierung ein Komprimierungsverfahren, auf der Grundlage der 2D - Regressionsrechnung, für Wirbelstrommessdaten entwickelt. Schließlich wurden Untersuchungen zur Leistungsfähigkeit zweier ausgewählter Wirbelstromsonden durchgeführt. Hierfür wurde u.a. die Messbarkeit von Modellfehlern und deren Signaltrennung bei verschiedenen Messfrequenzen beurteilt. Außerdem wurde beispielhaft für eine Sonde der Einfluss der Zinkbeschichtung der zu messenden Materialprobe auf das Wirbelstromsignal betrachtet.
Schwindende Rohölvorkommen und daraus resultierend steigende Kraftstoffpreise führen zur erhöhten Nachfrage nach alternativen Kraftstoffen. Der in dieser Diplomarbeit verwendete Mischkraftstoff E85 besitzt aber im Vergleich zu herkömmlichem Benzin negative Eigenschaften hinsichtlich der Gemischbildung im Kaltstart. Daraufhin ist das Ziel dieser Arbeit einen akzeptablen Motorstart mit Hilfe optimaler Einspritzparameter zu realisieren. Dafür stand ein Simulationsprogramm zur Verfügung, welches die Zylinderfüllung und die Kraftstoffverdampfung im Startvorgang berechnen kann. Nachdem eine Parametrierung für den ausgewählten Motor erfolgte, wurde es durch ein Raildruckmodell erweitert. Das Raildruckmodell berechnet einen Kurbelwinkel aufgelösten Raildruckverlauf und soll den realen Druckaufbau im Kraftstoffsystem abbilden. Anschließende Variationsrechnungen führten schließlich zu den optimalen Startparametern. Die Ergebnisse zeigten eine starke Temperaturabhängigkeit der optimalen Einspritztimings. Letztlich wurden Untersuchungen der Gemischbildung der ersten zwei Arbeitsspiele durchgeführt. Dazu stand eine faseroptische Messzündkerze zur Verfügung, welche mit Hilfe der Absorptionsspektroskopie die Kraftstoffdichte am Ort der Zündkerze detektieren kann. Anhand der Ergebnisse konnte eine Abhängigkeit der Gemischbildung des zweiten Zyklus von der Variation einer Einfacheinspritzung im ersten Zyklus nachgewiesen werden.
Aufbau einer Prüfstandsplattform zum Testen von Apllikationsverfahren und Modellen der sensorlosen Regelung. Anwendung findet hierbei die Modellbasierte Softwareentwicklung in Verbindung mit einer realen programmierbaren Hardware. Es werden grundlegende Verfahren zur Parameterermittlung einer PSM vorgestellt und mit implementierten Prüfverfahren durchgeführt. Weiterhin wird auf den sensorlosen Betrieb der PSM eingegangen und ein Regelungsform auf der Hardware implementiert. Zum Schluss der Arbeit werden erarbeitete Messverfahren verglichen und die Auswirkungen auf den sensorlos ermittelte Drehzahl aufgeführt.
Die vorliegende Arbeit umfasst die 3D-CFD-Strömungsberechnung der dieselmotorischen Verbrennung mithilfe des Programmpaketes STAR- CD. Diesbezüglich werden Verbrennungsmodelle untersucht, die im Hinblick auf ingenieurtechnische Aspekte geeignet sind, um als Werkzeug in der Serienentwicklung eingesetzt zu werden. In dieser Hinsicht widmet sich die Arbeit dem Problem des Abgleichens der Verbrennungsmodelle mit Messdaten. Dementsprechend werden die Modellparameter der Verbrennungsmodelle untersucht, die für diesen Abgleich zweckdienlich sind. Anhand der Ergebnisse, deren Grundlage auf zwei praxisnahen Betriebspunkten basiert, werden Beurteilungen über die Möglichkeiten der gezielten Einflussnahme in Hinsicht auf die dieselmotorischen Teilprozesse getroffen. Unter Nutzung der Erkenntnisse aus den Parameteruntersuchungen werden die Verbrennungsmodelle mit den Messdaten abgeglichen. Abschließend wird ein Vorzugsmodell ermittelt, das aus ingenieurtechnischem Blickpunkt und dem Ergebnis des Abgleichens überzeugt.
Aufgrund komplexer System-on-Chip Designs und immer kürzeren Entwicklungszeiten ist virtuelles Prototyping in der Halbleiterindustrie zunehmend wichtiger. Daher wird simulationsbasierte Architecture Exploration in einem frühen Entwicklungsstadium zum Entwurf von Hardwareplattformen eingesetzt um die optimale Systemkonfiguration zu ermitteln. Die Systemstimulierung orientiert sich an realen Anwendungen. Aufgrund des frühen Entwicklungsstadiums ist die Anpassung des Betriebssystems und des Hardware Abstraction Layer (HAL) zur Generierung der Stimuli jedoch sehr aufwendig. Daher wird bei der Architecture Exploration von Smart Cards meist auf generisches Benchmarking zurückgegriffen. Das Ziel dieser Diplomarbeit ist die Erstellung eines applikationsspezifischen Benchmarks als Grundlage zur repräsentativeren Architecture Exploration. Dieses reflektiert die Hardwarezugriffe entsprechend der, auf einer Smart Card laufenden, realen Applikation. Zur Erstellung dieses Benchmarks werden die von verschiedenen Programmen, den Java-Card-Applets, ausgehenden Hardwarezugriffe analysiert. Innerhalb des Betriebssystems müsste bei jeder Systemänderung der HAL erneut angepasst werden. Stattdessen soll das applikationsspezifische Benchmark daher als Testumgebung zur Performance-Analyse dienen, bevor das Betriebssystem zur Verfügung steht. Anhand der verwendeten Applets sowie des Smart-Card-Betriebssystems mit angepasstem HAL ist diese Vorgehensweise zu verifizieren. Mittels der beispielhaften Konzeptrealisierung eines Nichtflüchtigen Speichermodells sowie der damit notwendigen Änderungen soll der zusätzliche Vorteil dieses applikationsorientierten Benchmarkings erwiesen werden. Die Simulationsergebnisse werden zur Wahl der optimierten Architektur passend zur Applikation herangezogen.
Gegenstand der Untersuchung sind zwei zum Patent angemeldete Erfindungen der TU Ilmenau zu den Themen Schalternetzwerk zur Elektroenergieübertragung und Schaltungsanordnung für eine Bordnetzstruktur von Kraftfahrzeugen. Diese Erfindungen schaffen die Grundlage für ein völlig neuartiges Schalternetzwerk zur Elektroenergieübertragung, bei dem durch anpassbare Kaskadierung von Spannungsquellen eine stufig veränderbare Ausgangsspannung realisiert, Schaltverluste vermieden und die erforderlichen Filter für Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) reduziert werden können. Die elektrischen Traktionssysteme können mit speziellen Prüfständen auf ihre EMV-Eigenschaften getestet werden. Man spricht von einer Prüfung auf Systemebene. Die Störaussendung kann mittels Filterung reduziert werden. Ziele der Arbeit sind die Entwicklung und Validierung von Filtern für das Schalternetzwerk mittels Simulation in PSpice, Charakterisierung in Matlab und Berechnung mittels selbst entwickelter Software. Nach der Bestimmung geeigneter Bauelemente sollen Filtervarianten entworfen, modelliert und vermessen werden. Hierzu ist die Erstellung von Modellen notwendig, welche die parasitären Eigenschaften der realen Bauelemente abbilden. Aus diesen Modellbibliotheken können per Simulation Filtertopologien entwickelt und validiert werden. Anhand der Ergebnisse werden die Filter aufgebaut und per Messungen geprüft und gegebenenfalls optimiert.
Diese Arbeit befasst sich mit der Erweiterung einer Simulationsumgebung zur Identifikation von Verbrauchspotentialen in der kommerziellen Software Matlab/Simulink. Das Ziel dabei ist, eine detaillierte Verbrauchsanalyse eines Fahrzeugs in einem Fahrzyklus zu erstellen. Dabei werden zur Auswertung des Kraftstoffverbrauchs ein Verbrauchsmodell sowie Algorithmen zur Datenvorverarbeitung entwickelt. Diese helfen dabei, den zyklusspezifischen Summenverbrauch zu bestimmen und ihn den einzelnen Fahrzuständen zuzuordnen. Außerdem werden Verbrauchspotentiale ausgewählt und weitergehend in ihrer Wichtigkeit untersucht. Den Schluss bildet die Evaluierung der Erweiterung an einem Versuchsfahrzeug.
Wesentlicher Bestandteil in der Motoren-(weiter-)Entwicklung, ist die Erprobung von befeuerten Vollmotoren. Aus Kostengründen werden in Forschungs- und Versuchsabteilungen geschleppte Zylinderkopfprüfstände eingesetzt, welche den vom Verbrennungsmotor unabhängigen Betrieb von Ventiltriebskomponenten ermöglichen. Zylinderkopfprüfstände werden i. d. R. mit Elektromotoren angetrieben, wodurch die typische Antriebscharakteristik (Drehschwingungen der Kurbelwelle) entfällt. In einem ersten Schritt wird eine Berechnung zur Ermittlung der Verbrennungsmotorischen Drehschwingungen an der Kurbelwelle durchgeführt, welche die Basis für den Hauptteil der vorliegenden Arbeit bildet.
Ziel der Arbeit ist die Recherche, Auswahl und Konstruktion einer geeigneten Lösung zur Implementierung von Drehschwingungen an geschleppten Zylinderkopfprüfständen. Es wird eine konstruktive Lösungsvariante vorgestellt, welche Drehschwingungen in Anlehnung an Verbrennungsmotorische Drehschwingungen in einen Steuertrieb applizieren kann. Durch Versuchsläufe an Nockenwellen mit dem vorgestellten Prüfstandskonzept, soll eine sichere Aussage über das Verschleiß- und Versagensverhalten von Ventiltriebskomponenten getroffen werden können.
Die vorliegende Arbeit stellt die Entwicklung einer auf Unity basierenden 3D-Visualisierung von Verkehrssimulationsdaten vor. Es werden Lössungswege zur prozeduralen Mesherstellung einnes Straßennetzes gezeigt sowie zum UV-Mapping. Es wird beschrieben, wie simulierte Fahrzeuge in Unity erstellt, visualisiert und entlang gegebener Koordinaten mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt werden können. Außerdem wird erläutert, wie mehrere Kameras mit unterschiedlichen Positionen - jeweils angepasst an die Simulationsdaten - in eine Simulation eingebaut werden können.
In der computergestützten Produktentwicklung nehmen Kinematiksimulationen infolge des Kostendrucks eine zunehmende Rolle für die fehlerfreie Realisierung von Konstruktionen ein. Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Erstellung eines Startmodells für die Durchführung einer Kinematiksimulation von blechumformenden Werkzeugen. Im ersten Teil der Arbeit wird eine Literaturrecherche über den Einsatz verschiedener Simulationssoftware und über die Existenz von Normen und Richtlinien für simulative Untersuchungen durchgeführt. Nachfolgend werden die Anforderungen und Möglichkeiten einer Kinematiksimulation in CATIA DMU Fitting und Kinematics analysiert und die Fertigung von Karosserieblechen durch hydraulische Pressen erläutert. Anschließend werden anhand verschiedener Beispiele von umformenden Werkzeugen Kinematiksimulationen in CATIA DMU Kinematics V5 R16 aufgestellt sowie Kollisionsanalysen durchgeführt. Daraus wird eine Strukturierung der Werkzeugkinematik vorgenommen, die als Grundlage für die Entwicklung des Startmodells dient. Nach der Einordnung der Kinematiksimulation in den Konstruktionsprozess und die Voraussetzungen der CAD- Ausgangsdateien, wird anhand eines Beispiels die Anwendung des Startmodells sowie dessen Analysemöglichkeiten erklärt.
Die vorliegende Diplomarbeit untersucht die Einflüsse der geplanten B 169 Ortsumgehung Göltzschtal auf das Bestandsstraßennetz der Stadt Falkenstein im Vogtland mithilfe von Verfahren der makroskopischen Simulation. Hierfür ist unter Verwendung der Verkehrsplanungssoftware PTV Visum ein Netzmodell erstellt worden, welches die Grundlage für die anschließende Verkehrsumlegung bildet. Hinsichtlich der Berechnung von Verkehrsbelastungen in diesem Streckennetz wurden unter Verwendung von Personen- und Strukturdaten des Untersuchungsgebietes Matrizen des vorhandenen und prognostizierten Verkehrsaufkommens aufgestellt. Anhand von eigens dafür durchgeführten Verkehrszählungen wurden die Wirkungszusammenhänge des Modells anschließend realitätsnah kalibriert. Eine vergleichende Analyse von Bestandsfall und verschiedenen Prognoseszenarien diente der detaillierten Ermittlung hervorgerufener Effekte und dadurch notwendig werdender Veränderungsmaßnahmen. Anhand der aus den Untersuchungen gewonnenen Ergebnisse sollen Handlungsvorschläge für Verkehrskonzepte in der Stadt Falkenstein entwickelt werden. Diese sollen als Hilfestellung für zukünftige verkehrspolitische Entscheidungen der Stadt Falkenstein dienen.
Zur Abbildung des thermodynamischen Verhaltens von Abgasturboladern werden derzeit in der Motorprozesssimulation meist Kennfelder verwendet, welche unter der Annahme der Adiabatheit der Strömungsmaschinen erfasst werden. Infolge der stetigen Forderung nach Verbesserung der Vorhersagen des Motorgesamtprozesses sind dieser Form der Abbildung jedoch Grenzen gesetzt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde unter Verwendung des Simulationstools GT-POWER ein erweitertes Turboladermodell, welches sich durch die getrennte Abbildung der Aerodynamik, der Reibung und der Wärmeübergänge des Abgasturboladers auszeichnet, entwickelt. Mit Hilfe des Modells erfolgte eine Untersuchung und Bewertung der am Turboladerprüfstand bei Kalt-vermessungen, unter Verwendung eines herkömmlichen Prüfstandsaufbaus sowie einer Closed-Loop-Einheit, auftretenden Wärmeströme und deren Einflüsse auf die Wirkungsgradcharakteristik von Turbine und Verdichter. Auf Basis der gewonnenen Ergebnisse wurden adiabate Kennfelder erstellt, welche in Verbindung mit der Nachbildung der Wärmeübergänge zur Simulation der heißen Beaufschlagung der Turbine verwendet wurden. Abschließend erfolgte die Integration des erweiterten Turboladermodells in ein Motorvollmodell. Die herausgearbeiteten Ergebnisse, zeigten die gute Eignung des erweiterten Turboladermodells bei der Simulation der Standardvermessung. Allerdings ergaben sich infolge dessen Implementierung in das Motorvollmodell Probleme bei der Darstellung der Turboladerdrehzahl.
Erstellung eines Simulationsmodells für Schwingungsdämpfer unter Verwendung ermittelter Kennlinien
(2001)
In dieser Arbeit wird ein Schwingungsdämpfermodell erstellt, welches auf ermittelten Kennlinien basiert. Mit Hilfe eines phänomenologischen Ansatzes wird die Reaktion des Dämpfers auf eine fahrzeugtypische Wegbewegung simuliert. Zur Verifikation des Ergebnisses werden zwei Fahrzeugdämpfer mit unterschiedlichen Kennwegen herangezogen.
Downsizing-Konzepte nehmen bei Ottomotoren infolge immer strengerer Emissionsgesetzgebung und dem Wunsch nach größeren Leistungen und geringerem Verbrauch eine immer größere Rolle ein. Um die Zielvolllast unter diesen Randbedingungen zu erreichen ist es notwendig die Zündwinkel im Motorkennfeld optimal abzustimmen. Ziel dieser Diplomarbeit war es ein alternatives reaktionskinetisches Klopfmodell zur Vorausberechnung der optimalen Zündzeitpunkte für solche Motoren zu analysieren und zu bewerten. Dieses neue Modell sollte effizienter und voraussagefähiger als das bisher verwendete Modell sein. Neben den theoretischen Grundlagen für die anormale Verbrennung und das Klopfmodell wurde eine Parameterstudie durchgeführt, um die Sensitivität des Modells zu ermitteln. Außerdem wurde das Modell um verschiedene Funktionen, wie der oktanzahlvariablen Berechnung der Modellkoeffizienten oder der Vorausberechnung des eingeführten Parametrierfaktors, erweitert. Mit diesem Gesamtsystem wurden Simulationen durchgeführt, welche mit Messwerten und Simulationen des bisherigen Klopfmodells verglichen wurden. Anschließend wurden Hinweise zur Implementierung des Modells in GT-Power sowie für weitere Untersuchungen fortführender Arbeiten gegeben, um das Modell konkurrenzfähig zu gestalten.
Simulation induktiver Vorwärmung an Vergütungsstahl und Sphäroguss und Abgleich mit der Praxis
(2016)
Die numerische Simulation der induktiven Erwärmung dient der Vorbetrachtung der experimentellen Praxis. Das elektrothermische Verfahren der induktiven Erwärmung eines Werkstoffes wird durch die physikalischen Gesetzmäßigkeiten, die Prozessparameter der Induktionsanlage und die Eigenschaften von Probenmaterialien beeinflusst. Aufgrund der vielfältigen Parametereinflüsse sind aufwändige experimentelle Versuche im Vorfeld der maschinenorientierten Anwendung der Induktionstechnik nötig. Um diese praktischen Versuche zu vereinfachen, sollen bereits im Vorfeld praktischer Tätigkeiten Einflussparameter abgeschätzt werden können. Dieses Ziel wird mittels einer numerischen Simulation erreicht. In der Konsequenz entsteht ein Vergleich zwischen Simulation und Praxis. Dieser hat zum Ergebnis, dass die Simulation unter Berücksichtigung von geringen Abweichungen zur Praxis eine Anwendungsrelevanz besitzt. Diese Arbeit soll dem Leser außerdem die physikalische Theorie der induktiven Erwärmung darstellen und den Zugang zu den zahlreichen Einflussfaktoren vereinfachen.
Eine Entwicklung moderner Motoren ist umfangreich und zeitaufwändig. Forderungen nach niedrigen Emissionen und geringem Kraftstoffverbrauch müssen mit gestiegenen Sicherheits- und Komfortansprüchen vereinbart werden. Daher ist es nötig, mit der Optimierung und Abstimmung des Motors zu einem frühen Zeitpunkt im Gesamtentwicklungsprozess des Fahrzeugs zu beginnen. Die Arbeit untersucht eine Möglichkeit zur Verwendung einer Fahrzeugsimulation auf einem dynamischen Motorprüfstand. Geprüft wurde die Wiederholbarkeit gleich konfigurierter Tests, die Reproduzierbarkeit der erzielten Emissionswerte einer Fahrzeugmessung auf einem Abgasrollenprüfstand und die Vergleichbarkeit von Standardmesssystemen zur Bestimmung des Schadstoffgehaltes im Abgas. Darüber hinaus wurde das wirtschaftliche Potential von Versuchsreihen auf einem dynamischen Motorprüfstand untersucht, indem die maximale Anzahl von Testläufen pro Tag ermittelt wurde. Dazu erfolgte eine gezielte Klimatisierung von Prüfstand und Motor.
Aufgrund der gesetzlichen Rahmenbedingungen zielen neuartige Motorenkonzepte auf eine immer geringere CO2-Emission der Fahrzeugflotte ab. Deshalb erwächst die Notwendigkeit, den Anfettungsbedarf zum Bauteilschutz zu vermeiden und den Wirkungsgrad des Ottomotors im höheren Lastbereich zu verbessern. Mit der Anwendung der Wassereinspritzung wird durch die gezielte Reduzierung der Arbeitsgastemperatur eine Wirkungsgradsteigerung erreicht. Daraus resultiert eine verringerte Klopfneigung. Folglich können frühere Verbrennungsschwerpunktlagen und niedrigere Abgastemperaturen in volllastnahen Betriebsbereichen erzielt werden. Die Zielstellung dieser Diplomarbeit liegt in der Modellierung und Bewertung des Potentials einer Wasserkanaleinspritzung beim Ottomotor. Die Grundlage zur Modellerstellung bildet ein vorhandenes 1-Zylinder-Modell mit Wasserdirekteinspritzung. Dieses wird um eine Wasserkanaleinspritzung mit Hilfe der 1D-Simulationssoftware GT-Power angepasst. Die Parametrierung bzw. Modellabstimmung erfolgt auf Basis von Prüfstandsuntersuchungen an einem 4-Zylinder Versuchsträger mit Wasserkanaleinspritzung. Bei diesem Modell wird das in den Ansaugtrakt eingespritzte Wasser, abzüglich des im Kanal verdunsteten Anteils, mit Hilfe einer Einströmrate in den Brennraum gebracht. Im Zylinder laufen dann Vorgänge wie Wandauftrag, Kolbenbenetzung und Verdampfung bzw. Verdunstung ab. Das Modell wird hinsichtlich eines nicht abgestimmten Betriebspunktes und der Funktionalität verifiziert. Darüber hinaus erfolgen Parameterstudien an der Volllast mit Variation des Luft- bzw. Verdichtungsverhältnisses und abschließend eine Potentialanalyse der beiden Systeme Wasserkanal- und Wasserdirekteinspritzung.
Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit dem Aufbau eines modularen Simulationsmodells in GT-Suite. Es wird ein Fahrzeugmodell zur Abbildung verschiedener Parallel-Hybriderantriebsarchitekturen erstellt. Unterschiedliche Antriebsarchitekturen und Betriebsstrategien werden implementiert, um den Energiebedarf eines Fahrzeugs entsprechend der WLTP-Norm auf ein Minimum zu verringern.
Es werden Studien bzgl. des Energiebedarfs unterschiedlicher Hybridkonzepte sowie der Einfluss der Hardware, respektive deren Leistungsfähigkeit auf die gesamt emittierte Masse CO2 für den WLTC Zyklus durchgeführt. Der Einfluss der Hybridarchitektur auf den Energiebedarf unter Variation der EM, der Batteriekapazität und der Getriebeauslegung wird untersucht. Um Untersuchung bezüglich des Energie Minimierungspotenzials eines Hybridelektrischenfahrzeugs durchführen zu können, wird aus einem komplexen 1D-Ladungswechsel Motormodell ein Fast Running Model erstellt. Das FRM wird in das Fahrzeugmodell integriert und mit einem Motor bestehend aus einem Kennfeld verglichen. Um eine Analogie der unterschiedlichen Varianten gewährleisten zu können, wird als Fahrzeugbasismodell ein Kompaktwagen verwendet. Dieser wird für die Simulation um diverse Komponenten erweitert. Abschließend werden die ermittelten Daten bewertet und in allgemeingültiger Form übersichtlich und anschaulich wiedergegeben.
In der vorliegenden Diplomarbeit soll eine Bewertung des fahrdynamischen Simulationsmodells des Programms PC-Crash erfolgen durchgeführt werden. Mit der praktischen Realisierung spezieller Fahrmanöver werden die Simulationseingabewerte ermittelt. Die im Vorfeld durchgeführte Schwerpunkt- und Massenträgheitsbetrachtung des Versuchsfahrzeuges sowie die Reibbeiwertbestimmung der Fahrbahn sind wichtige Aspekte bei der Erstellung einer Simulation. Die Simulationsergebnisse des Programms PC-Crash werden mit den realen Messwertergebnissen, aber auch mit den Ergebnissen der Fahrdynamiksoftware IPG CarMaker gegenübergestellt. So kann anhand der Simulationsbetrachtungen erzielten Ergebnisse aus der Simulation und des dem Feldversuches eine Bewertung hinsichtlich der Fähigkeit der Abbildung verschiedener Fahrzustände vorgenommen werden. erfolgen.
Die vorliegende Arbeit behandelt die Anpassung eines in Großmotoren eingesetzten Menbran-Zylinderdrucksensors an die Anforderungen für den Einsatz in Pkw-Motoren. Einer Analyse des Sensors folgen Modifizierungen, um Kundenspezifikationen zu erfüllen und damit verbundene Komplikationen zu beseitigen. Der geringe Bauraum führt zu einer Verkleinerung und zu einer veränderten Anordnung der Komponenten. Aufgrund des Bauraumes und der Anordnung kann das ursprüngliche Kontaktierungskonzept der Menbran nicht übernommen werden. Um den Einfluß der Umgebungsbedingungen im Verbrennungsraum auf den Sensor abzuschätzen, werden Simulationen durchgeführt. Verschiedene Lastzustände verursachen unterschiedliche Betriebstemperaturen des Sensors und sowie unterschiedliche Temperaturschwankungen während eines Arbeitszyklus. Die Betriebstemperatur ist ein wesentliches Kriterium für die Stabilität der Kontaktierung, des weiteren verursacht sie einen Verlust der Vorspannkraft des eingeschraubten Sensors. Thermisch bedingte Ausdehnungen verursachen Meßabweichungen. Um diese Nachteile zu minimieren, wird ein alternatives Sensorkonzept vorgeschlagen. Aufgrund höherer Meßabweichungen wird diese Alternative wieder verworfen. Für den Menbran-Sensor wird nach Festlegung einer Kontaktierungstechnologie ein Fertigungskonzept vorgestellt Darauf basierend schließt diese Arbeit mit einer Kostenschätzung ab.
Diese Masterarbeit untersucht die Möglichkeiten der virtuellen Simulation von Verkehr, in dem ein vom Menschen gesteuertes Fahrzeug aktiv beteiligt ist. Es wird dabei vor allem auf mikroskopische Verkehrsmodelle eingegangen, die Grundlage der Simulation sind. Modellierung und Implementierung eines Softwaremoduls, welches als Bestandteil eines Verteilten Systems auf der Basis vorgestellter Verkehrsmodelle den Verkehr simuliert, werden beschrieben. Dabei wird darauf eingegangen, wie die Abarbeitung parallelisiert erfolgen kann. Untersuchungsergebnisse zu den verschiedenen Verkehrsmodellen werden vorgestellt. Sie geben Aufschluss darüber, wie real Menschen das Fahren in Verkehrsströmen empfinden. Es ist das Anliegen dieser Arbeit, einen Einblick in die Verkehrssimulation zu geben und mit dem entwickelten Modul einen kleinen Beitrag für eine sichere Straßenplanung zu leisten. Mit dessen Hilfe ist es möglich, geplante Straßen unter realistischen Bedingungen virtuell abzufahren und riskante Stellen im Vorfeld der Bauung zu erkennen.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer Modellierungsstrategie, mit der das thermische Verhalten von Komponenten zur Elektrifizierung von Fahrzeugantrieben abgebildet wird. Es werden thermische Modelle für einen Pulswechselrichter, einen Elektromotor und einen Gleichspannungswandler aufgebaut. Der Schwerpunkt liegt auf der Modellierung eines Pulswechselrichters. Es erfolgt zunächst die Erstellung eines Grundmodells. Als Basis dient ein Pulswechselrichter, für den im Vorfeld eine 3D-CFD-Simulation durchgeführt wurde. Für den Modellaufbau werden verschiedene Modellierungsansätze erarbeitet und anhand der Ergebnisse der 3D-CFD-Simulation verifiziert. Des Weiteren erfolgt die Erstellung von Anforderungslisten, welche die benötigten Eingangsdaten für den Modellaufbau beinhalten. Im nächsten Schritt findet der Umbau des thermischen Modells auf eine andere Hardwarevariante statt. Die anschließende Verifizierung dieses Modells erfolgt mithilfe von an einem Prüfstand durchgeführten Vergleichsmessungen. Weiterhin wird im Rahmen einer Sensivitätsanalyse der Einfluss verschiedener Randbedingungen auf das Temperaturverhalten des Pulswechselrichters und den hydraulischen Leistungsbedarf der Kühlung untersucht. Betrachtet werden der Volumenstrom, die Eintrittstemperatur und die Zusammensetzung des Kühlmittels, die Struktur der PinFin-Kühlung sowie die thermische Anbindung der Leistungsmodule an die Kühlplatte. Abschließend wird die Vorgehensweise für die Erstellung der thermischen Modelle für einen Elektromotor und einen DC/DC-Wandler beschrieben.
Die Arbeit hat die Entwicklung einer kinematischen Simulation zum Inhalt, welche neben der reinen Bewegungsdarstellung die Optimierung des Zusammenspiels des Systems Presse-Werkzeug-Transfer zur Aufgabe hat. Nach der Erarbeitung einer Informationseingabedatei, in welcher die Randbedingungen festgehalten werden, erfolgt einerseits der Variantenvergleich, sowie die Betrachtung von fünf möglichen Lösungsvarianten, wobei sich bei der verwendeten CAD-Software auf CATIA V5 festgelegt wurde. Der nächste Schritt umfasst die Entstehung und Funktionsweise der Simulation in CATIA V5. Durch das kinematische Modell können mit Hilfe von Kollisions- und Abstandsanalysen Freigängigkeiten des Transfersystems überprüft, sowie Wegeminimierungen und Hubzahloptimierungen eines Transferwerkzeuges ermöglicht werden. Im Ergebnis steht eine universell auf verschiedene Pressen, Werkzeuge und Transfers übertragbare Simulation mit einer Anwenderbeschreibung, die jederzeit in ihrer Funktionalität noch erweitert werden kann. Anhand ausgewählter Beispiele wird die Funktionalität verdeutlicht und in einer ersten Wirtschaftlichkeitsbetrachtung kommt zum Ausdruck, welches Potential die Simulation aufweist.
Die vorliegende Arbeit entstand im Rahmen von Schlingeruntersuchungen der BMW Group. Im Fokus der Diplomarbeit steht eine Untersuchung des Hochgeschwindigkeitspendelns von Fahrzeugen mit Hilfe eines Mehrkörpersystems bei näherer Betrachtung der beteiligten Schwingungssysteme. Auf diese Weise sollen Informationen über die Wirkkette beim Schlingern erlangt werden. Für eine genaue Validierung des Modells werden zunächst Versuchsmessungen mit den entsprechenden Fahrzeugen nach einem vorher festgelegten Fahrmanöver durchgeführt. Es wird gezeigt, dass unter Einhaltung der Randbedingungen des Manövers reproduzierbare Ergebnisse erreicht werden. Auf Grundlage dieser Messungen werden vorhandene Fahrzeugmodelle für das MKS-Programm insbesondere im Hinblick auf das Lenksystem modifiziert. Anhand des Vergleiches zwischen Simulation und Messung wird die Plausibilität des MKS-Modells nachgewiesen. Aus den bei der Validierung gewonnenen Erkenntnissen werden Anforderungen an MKS-Modelle für realitätsnahe Schlingerberechnungen erstellt. Im Anschluss an die Validierung folgen Untersuchungen an den hauptsächlich am Schlingervorgang beteiligten Schwingungssystemen durch gezielte Änderungen einzelner Parameter.
Mit der Energiewende und dem weiteren Ausbau von erneuerbaren Energien, rückt die The-matik der Energiespeicherung immer weiter in den Vordergrund. Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, den Autarkiegrad eines Photovoltaiksystems mit integriertem Akkumulator zu prognostizieren. Dabei wurde ein Algorithmus entwickelt, welcher die Basis der Simulation bildet. Für eine Beispielrechnung wurde das Speichersystem Senec.Home G2 von der Deutschen Energieversorgung, eine 7,87 kWp Photovoltaikanlage und ein privater Haushalt mit 4.000 kWh Jahresstromverbrauch ausgewählt. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Prognose des Autarkiegrades durch das Simulationsprogramm nur geringe Abweichungen zum tatsächlichen Wert aufweist. Ebenfalls wurde die Wirtschaftlichkeit ohne Berücksichtigung einer Förderung betrachtet. Es wurde festgestellt, dass eine Photovoltaikanlage ohne Akkumulator rentabler als das Photovoltaiksystem mit dem Speicher Senec.Home G2 ist. Dabei liegt die Hauptursache bei den hohen Investitionskosten der Photovoltaikspeicher. Unter Annahme des weiterhin steigenden Strompreises, einer Förderung und eines Preisverfalls von Photovoltaikakkumulatoren können die elektrochemischen Speicher ein wichtiger Bestandteil der Photovoltaik werden und somit einen Beitrag zur Energiewende leisten.
Die Anzahl der sich gegenseitig beeinflussenden Parameter in einer modernen Motorsteuerung steigt stetig. Der Aufwand für die Ermittlung optimaler Parameterkombinationen für den Kaltstart und Warmlauf eines Verbrennungsmotors kann mit dem Einsatz geeigneter Simulationstools im Vergleich zur ausschließlich versuchsbasierten Applikation erheblich vermindert werden. Das Ziel der vorliegenden Diplomarbeit war die Vorbereitung eines wissenschaftlichen Simulationsprogramms für den Einsatz in der Serienapplikation. Dieses Programm zur kombinierten Berechnung von Ladungswechsel und Gemischbildung während des Startvorgangs an einem Ottomotor mit Direkteinspritzung wurde entsprechend den Anforderungen der Applikation anwenderorientiert gestaltet und erweitert. Anschließend wurde es parametriert und ein Modellabgleich durchgeführt. Die Grundlage dafür lieferten experimentelle Untersuchungen an einem aktuell in Serie befindlichen Ottomotor mit variablem Ventiltrieb. Es wurden Schlepp- und Startversuche bei ca. 23 °C durchgeführt. Bei den Schleppmessungen wurde die Füllungssteuerung und bei den Startmessungen die Einspritzmenge variiert. Mit optischer Messtechnik wurde bei der Startmengenvariation der lokale Lambdawert an der Zündkerze zum Zeitpunkt der Zündung ermittelt. Um für den Modellabgleich verwertbare Zylinderdruckverläufe aus den Messungen zu generieren, war eine Anpassung der nachträglichen thermodynamischen Nullpunktkorrektur für Schlepp- und Kaltstartversuche erforderlich. Außerdem wurden Tools entwickelt, welche die Arbeit mit dem Simulationsprogramm hinsichtlich der Datenauf- und -nachbereitung unterstützen.
In dieser Diplomarbeit wird die mechanische Untersuchung eines Wellwandtransformator-kessels durchgeführt. Ziel ist die Erstellung eines realitätsnahen Simulationsmodells in ANSYS Mechanical und der danach folgenden Validierung der Ergebnisse mit Messungen sowie einer Berechnungstheorie. Als erstes werden dazu die grundlegenden Untersuchungen bezüglich der Simulationsmodelleinstellungen und Berechnungstheorien durchgeführt. Dazu werden mithilfe eines Teilmodells die optimalen Einstellungen ermittelt, welche bei den komplexeren Modellen angewandt werden. Danach werden bestimmte Transformatorenkessel simuliert und die Resultate mit den Ergebnissen von Messungen und einer Berechnungstheorie verglichen und somit die Simulation validiert. Außerdem erfolgt eine Bewertung der Simulation und Berechnungstheorie sowie ein Gegenüberstellen von Vor- und Nachteilen. Zudem wird das Simulationsmodell für weitere Wellwandtransformatoren angepasst und weitere Simulationen durchgeführt. Die Erkenntnisse früheren Beobachtungen der Berechnungstheorie werden verglichen und fortführend untersucht. Abschließend wird ein Ausblick dargelegt, in welchem die angestrebte zukünftige Verfeinerung und Erweiterung des Simulationsmodells beschrieben werden.
Ziel dieser Arbeit war die Abstimmung eines als Mehrmassenmodell erfassten Ventiltriebes zu dessen dynamischen Verhalten. Dazu wurde eine Versuchsreihe an einem real existierenden Zylinderkopf zur Erfassung der Ventilbewegung durchgeführt. Die Simulation erfolgte mit dem Dynamikmodell VTD des Ventiltriebsberechnungsprogramms VENTIL 5.6 der IAV GmbH, Chemnitz. Zur Abstimmung des Berechnungsmodells dienten die Messergebnisse als Grundlage. Eine genaue Analyse von dem Verhalten der entsprechenden Parameter durch eine ausführliche Variationsrechnung erlaubten eine Eingrenzung der Stellgrößen und eine Aussage über die Parameterwertigkeit. Mit Hilfe dieser Analyse konnte eine gute Übereinstimmung mit den Messergebnissen erreicht werden. Weiterhin wurden Möglichkeiten zur Verbesserung der Programmgenauigkeiten aufgezeigt.
Diese Diplomarbeit beinhaltet die Erstellung sowie den Vergleich und die Bewer-tung von Personaleinsatzkonzepten zum Betreiben einer automatischen Ferti-gungslinie für die Kurbelwellenherstellung. Hauptziel dieser Arbeit ist die Formulierung der bestimmenden Kriterien eines Personaleinsatzkonzepts, um die Fertigungslinie an 24 h eines Tages zu Betreiben. Zur Untersuchung und Bewertung der erstellten Konzepte werden die einzelnen Varianten im Simulationsprogramm EM-Plant mittels eines abstrahierten Abbildes der Fertigungslinie auf ihre Effektivität überprüft. Als Ergebnis der Untersuchung wird zum einen festgestellt, dass das durchlaufen der Pausen nach dem Pausenkonzept des Pausendurchlaufs eine Notwendigkeit zum Erreichen der Zielstückzahl darstellt. Zum anderen haben die Mitarbeiteranzahl und
Seit einigen Jahren nimmt der Allrad-Antriebsstrang-Prüfstand in der Fahrzeugentwicklung einen immer höheren Stellenwert ein. Aus diesem Grund wurde ein solcher Prüfstand von der FEV entwickelt und im FEV Dauerlaufprüfzentrum in Brehna aufgebaut. Ziel dieser Arbeit ist es, diesen hinsichtlich seiner Einsatzmöglichkeiten zu untersuchen. Im ersten Teil der Arbeit erfolgt eine Darstellung der verschiedenen Komponenten des Antriebsstrangs von heck-, front- und allradgetriebenen Fahrzeugen und es werden Beispiele für neue Trends, wie Doppelkupplungsgetriebe, Hybridantriebe oder variable Momentenverteilung über eine Achse, gegeben. Im nächsten Teil wird näher auf die verschiedenen Prüfstandskonzepte wie Rollen-, Motor-, Getriebe- und Antriebsstrangprüfstand eingegangen. Im weiteren Verlauf wird der mechanische und elektrische Aufbau eines realisierten Antriebsstrangprüfstands dargestellt. Des Weiteren wird näher auf die Regelung und Simulation eingegangen. Dabei wird gezeigt, wie die Regelung von Prüfling und Prüfstand realisiert wird. Schwerpunkt ist dabei die Simulation von Fahrer und Fahrzeug, die notwendig ist, um hochdynamische Testzyklen zu fahren, wie sie sonst von Rollenprüfständen bekannt sind. Im Anschluss daran werden Einsatzmöglichkeiten und -grenzen des realisierten Prüfstands aufgezeigt. Im letzten Kapitel wird der Prüfstand mit Antriebsstrangprüfständen anderer Wettbewerber verglichen, um aufzuzeigen in wie weit der hier realisierte Prüfstand wettbewerbsfähig ist.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung einer variablen Ventilsteuerung zur Senkung der Schadstoffemission. Mit Hilfe der räumliche Simulation werden die thermodynamischen Prozesse im Brennraum eines Viertakt-Pkwdieselmotors mit der neuartigen variable Nockenwellensteuerung Concentric Cam berechnet. Die Verstellungmöglichkeiten der Concentric Cam bestehen in der Variation von Phasenlage und Spreizwinkel. Im Vorfeld zu der räumlichen Simulation wurden erste Verstellmöglichkeiten mit Hilfe von GT-Power simuliert. Aus diesen Berechnungen wurden geeignete Variationen gewählt, welche die Kalibrierungsgrößen für die 3-D-Simulation lieferten. Diese wurden in das Programm FIRE als Anfangs - und Randbedingungen eingesetzt. Im 3-D-Simulationsprogramm FIRE wurde zuerst ein bewegtes Netz erstellt,welches die einzelnen Varianten des Nockenwellenverstellsystems simuliert wurden. Mittels dieser Simulationen wurde ein Trend entwickelt, mit dem eine optimale Nutzung der Concentric Cam abgeleitet werden sollte.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Modifizierung und Erweiterung von hydraulischen Simulationsmodellen in DSH plus. Zu Beginn wird der Stand der Technik zu hydraulischen Lenkanlagen dargestellt und die in der Arbeit Verwendung findender Simulationssoftware vorgestellt. Anschließend wird das Simulationsmodell zum Lastfall Parkieren dahingehend modifiziert, dass der durch die Servolenkung auftretende Drehzahlabfall bei der Simulation Berücksichtigung findet. Das abschließende Kapitel beschreibt die Implementierung der ECO-Pumpe in das Simulationsmodell der hydraulischen Lenkung. Nach der Einstellung und Validierung des Modells werden verschiedene Parametrierung dieses Systems bei verschiedenen Lastfällen hinsichtlich ihres Kraftstoff-Einsparpotenzials verglichen
Die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit bestand darin, die Grundlagen für die Einführung der Brennstoffzellentechnologie in das Unternehmen zu schaffen. Auf diesem Weg kann die BFFT Gesellschaft für Fahrzeugtechnik mbH das bestehende Portfolio im Bereich alternative Antriebe erweitern und neue Aufgabenbereiche schaffen. Das große Interesse an dieser Technologie kommt daher, dass die Brennstoffzelle die Möglichkeit des emissionsfreien Fahrens bei gleichzeitig großer Reichweite bietet. Eine ausführliche Grundlagenforschung half bei der Erstellung eines ersten Überblickes über elektrifizierte Fahrzeuge und der Brennstoffzellentechnologie. Durch die Zunahme der Wasserstoffproduktion aus regenerativen Energiequellen können die Ressourcen an fossilen Brennstoffen geschont werden. Wasserstoff als Energieträger stellt nicht nur eine Alternative zu Batteriespeichersystemen dar, sondern ermöglicht auch die Unabhängigkeit von Öl und Erdgas. Der benötigte Wasserstoff kann an Tankstellen innerhalb weniger Minuten nachgefüllt werden und vermeidet mehrstündige Standzeiten für das Laden der Batterie. Ein weiterer Vorteil liegt in der Reichweite von Brennstoffzellenfahrzeugen, die weit über der eines batteriebetriebenen Fahrzeuges liegt. Somit können in Zukunft die bisher aufgetretenen Probleme gelöst werden. Bei einem angenommenen Tankinhalt von 45000 Liter gasförmigen Wasserstoff kommt ein Brennstoffzellenfahrzeug auf eine Reichweite von 500 bis 600 Kilometern. Im nächsten Schritt erfolgte der Aufbau eines Prüfstandes zu Demonstrations- und Versuchszwecken. Dieser erfüllt neben den geforderten Sicherheitsaspekten auch die Forderung nach Mobilität und Komfort. Verbaute Schnittstellen ermöglichen eine schnelle Anpassung und Erweiterung des Versuchsaufbaus. Auf Grund der Größe des Versuchsraumes können jedoch nur kleine Brennstoffzellen untersucht werden. Für Brennstoffzellen, die in Automobilen zum Einsatz kommen, muss ein größerer Prüfstand aufgebaut werden. Durch die beschriebenen Versuche konnten alle relevanten und benötigten Ergebnisse ermittelt werden. Zur Verifizierung der Messergebnisse wurde ein Simulationsmodell gefordert, dass auf der Basis von Matlab/Simulink arbeitet. Dazu wurde das Programm ADVISOR zur Verfügung gestellt, was sich allerding für die Simulation eines einfachen Brennstoffzellenstacks als ungeeignet erwies. Aus diesem Grund wurde ein eigenes Brennstoffzellenmodell erstellt und die Messergebnisse damit verifiziert. Zwischen den Simulations- und den gemessenen Ergebnissen der untersuchten Brennstoffzelle kam es lediglich zu geringen Abweichungen. Zusätzliche Abhängigkeiten wie Temperatur, Reinheit des Wasserstoffs aber auch die Einbeziehung der Kühlung können diese Differenzen reduzieren. Messungen von weiteren Kenndaten, anstelle von Annahmen, tragen dazu bei, das Brennstoffzellenmodell detaillierter aufbauen zu können, um somit noch genauere Ergebnisse zu erhalten. Für die Gesamtfahrzeugsimulation eignete sich das Programm ADVISOR besser. Auf Grund der einfachen Oberfläche kann eine schnelle Analyse von unterschiedlichen Antriebsarten durchgeführt werden. Jedoch fehlt die Tiefgründigkeit, wodurch dieses nicht für die Fahrzeugsimulation in der Entwicklung empfohlen werden kann. In der Brennstoffzellentechnologie steckt ein großes Entwicklungspotential. Dies erkannten auch die Tankstellen- und Automobilkonzerne. Gemeinsam wird am Aufbau einer Tankstelleninfrastruktur gearbeitet [12]. Mit dem Beginn der Serienproduktion werden die Herstellungskosten weiter sinken, so dass die Brennstoffzelle mit konventionellen Antrieben konkurrieren kann. Den größten Kostenfaktor stellt Platin als Katalysator dar. Forschungen beschäftigen sich jedoch aussichtsreich mit der Suche nach kostengünstigeren Alternativen. Die Speicherung von gasförmigen aber auch flüssigen Wasserstoff benötigt viel Bauraum und erzeugt ein hohes zusätzliches Gewicht. Mit dem Einsatz von neuen Materialien für Wasserstofftanks konnten bereits erste Erfolge bei der Gewichts- und Bauraumreduzierung erzielt werden. Abschließend sei gesagt, dass bei einer Weiterentwicklung der Brennstoffzellentechnologie, diese in Zukunft das Bild auf unseren Straßen prägen wird.
In der Welt der 3D-Engines gewinnt die Großbildprojektion immer höherer Auflösungen zunehmend an Bedeutung. Ins Besondere im Simulations- und Entertainmentbreich werden die Anforderungen vor allem an die Projektion immer vielseitiger. In der vorliegenden Arbeit soll es nun darum gehen, eine in der 3D-Render-Engine Unity erzeugte 3D-Szene auf eine vertikal zylindrisch gekrümmte Projektionsfläche zu ermöglichen. Dabei handelt es sich um den Fahrsimulator der Fakultät Kraftfahrzeugtechnik der Westsächsischen Hochschule Zwickau. Für jenen Anwendungsfall muss dies ohne Verzerrungen vor allem im Randbereich der Darstellung geschehen, um so eine realistische und realitätsgetreue Darstellung der Umwelt zu ermöglichen. Als Ziel soll eine bessere Geschwindigkeitswahrnehmung, sowie eine geringe "Motion-Sickness" auftreten.
Diese Diplomarbeit umfasst die Entwicklung und Auslegung einer Hinterachse für ein heckangetriebenes Elektrofahrzeug. Zunächst werden die Grundlagen des Fahrwerks und dessen Auslegung erläutert sowie übliche Hinterachskonstruktionen vorgestellt. Im Anschluss werden mögliche Konzepte dargestellt und patentrechtlich untersucht. Nach einem Vergleich der identifizierten Varianten wird die Längsblattfederachse als Modell für die weitere Arbeit ausgewählt. Danach werden wichtige fahrwerksbezogene kinematische Kennwerte berechnet bzw. festgelegt. Mit diesen Kennwerten werden erste Hinterachskonstruktionen mit Catia V5 entwickelt. Anschließend wird aus dem Konstruktionsmodell ein flexibles Flächenmodell für die Simulation im Mehrkörpersimulationsprogramm ADAMS CAR erstellt. Im Folgenden werden Simulationen zur Untersuchung von Einfederung sowie Quer- und Längskraftverhalten durchgeführt und ausgewertet. Mit Hilfe der daraus gewonnenen Erkenntnisse wird das bestehende Achskonzept weiterentwickelt und optimiert. Als Referenz für die Optimierung werden dabei Simulationen von Mehrlenker- und Verbundlenkerachse verwendet. Des Weiteren wird eine FEM-Berechnung dargestellt, um die Festigkeit eines vergleichbaren Bauteils bei festgelegtem Lastfall zu überprüfen.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung von Einflüssen wechselnder Reibbeiwerte auf den prognostizierten Bremsweg mit dem Ziel der Erarbeitung entsprechender Bewertungsmethoden und Bewertungslogiken. Um den Einfluss wechselnder Reibbeiwerte auf den Bremsweg detailliert untersuchen zu können, wurden verschiedene Testszenarien für die Bereiche innerhalb und außerhalb geschlossener Ortschaften erarbeitet. Bezüglich der Bremswegprognose wurden die erarbeiteten Testszenarien in einem Simulationsprogramm nachempfunden und mit den Versuchsvariablen simuliert. Für die Durchführung der Fahrversuche wurde das DEKRA Test Center in Klettwitz angemietet. Dabei konnten alle Fahrversuche nach den erarbeiteten Testszenarien und den verschiedenen Versuchsvariablen absolviert werden. Nach anschließender Auswertung und einem Vergleich der Ergebnisse zwischen Simulation und Fahrversuch war es möglich, eine Bewertungsmethode zu erarbeiten. Diese kann zukünftig für die Bewertung des Einflusses wechselnder Reibbeiwerte genutzt werden. Die Erarbeitung einer Bewertungslogik für den Einfluss wechselnder Reibbeiwerte auf den prognostizierten Bremsweg war nach betrachteter Auswertung nicht möglich.
Die Simulation der ottomotorischen Verbrennung strebt stetig schnellere und genauere Ergebnisse an. Das quasidimensionale Verbrennungsmodell ist in diesem Zusammenhang ein häufig genutzter Weg. Die notwendige Kalibrierung des Verbrennungsmodells auf spezifische Anforderungen schränkt die Vorausberechnungsfähigkeit solcher Modelle jedoch ein. Das Ziel der Arbeit ist es, ein quasidimensionales Verbrennungsmodell für Ottomotoren zu entwickeln, welches möglichst Allgemeingültigkeit besitzt.
Durch den voranschreitenden Treibhauseffekt und der sich daraus ergebenden Erderwärmung ist die Reduktion von Treibhausgasen ein großes Ziel von einigen Staaten und manchen Unternehmen. Durch die Entscheidung der deutschen Bundeskanzlerin, Frau Angela Merkel, Deutschland zum Weltmarktführer innerhalb der Elektromobilität zu machen, wurden enorme Forschungssummen im der Bereich Elektromobilität frei. Diese Arbeit ist ein Teil eines solchen Forschungsprojektes. In der jüngeren Vergangenheit kam es teilweise zu kritischen Situationen bei namenhaften Herstellern von Fahrzeugen durch explodierte und in Brand geratene Lithium-Ionen Batterien. Diese Arbeit soll helfen, die Gefahr einer thermischen Überlastung einer solchen Batterie zu minimieren. Im Verlauf dieser Arbeit wird auf die Gefahren einer Lithium-Zelle eingegangen. Zudem wird ein vorhandenes Batterie-Stack thermisch analysiert. Das erfolgt durch teilweise analytische Berechnungen, numerische Simulationen und Messergebnisse. Anschließend werden die Ergebnisse miteinander verglichen und Verbesserungsvorschläge für das bestehende Batterie-Stack gegeben.
Bewertung des Einflusses der Motorapplikation im Instationärbetrieb mittels Fahrdynamiksimulation
(2015)
Bei der Antriebsauslegung müssen neben den Entwicklungsanforderungen hinsichtlich Verbrauch, Umweltgesetzgebung und wettbewerbsfähigen Kosten auch die Kundenerwartungen an die Fahrdynamik berücksichtigt werden. Dazu erfolgt bei der BMW Group eine Auslegung und Bewertung der Antriebe mittels Simulationen. Im Rahmen dieser Arbeit ist die dazu genutzte Cosimulationsumgebung (1D Längsdynamik- und Fahrermodell in Dymola mit gekoppeltem Motormodell in GT- Power und Matlab Simulink Motorsteuerung) optimiert und erweitert worden, sodass ein Beschleunigungsvorgang aus dem Stillstand, inklusive Gangwechsel, bis zu einer wählbaren Zielgeschwindigkeit simuliert werden kann. Dabei kann neben dem bei Turbomotoren kritischen Instationärverhalten auch der Einfluss längsdynamikrelevanter Motorapplikationsgrößen bewertet werden. Eine Bewertung ist nach der Validierung der Modelle mittels eines Messungsabgleichs für die Fahrdynamikfilterung, die Volllastschaltungsfunktion und den Überspülbetrieb erfolgt.
Die Vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Erweiterung der Kupplungssteuerung während des Anfahrvorgangs in einer Simulationsumgebung für längsdynamisches Verhalten an einem LKW. Die Anfahrfunktionen spielen für Fahrtkomfort und Qualitätsempfinden bei den hier behandelten automatisierten Schaltgetrieben eine entscheidende Rolle. Als Basis werden Messungen an einem vergleichbaren Referenzfahrzeug herangezogen und ausgewertet. Dadurch gewonnene Erkenntnisse, die Detailgenauigkeit und Funktionalität des Simulationsmodells steigern, werden an dieses angepasst und integriert. So wird eine Kriechfunktion auf Basis der Messauswertung entwickelt und integriert. Als Grundlage zur Erweiterung wird eine standardisierte Steuergerätekommunikation zwischen Getriebe und Motor und eine Dynamisierung des Motormomentes eingearbeitet. Ein vorhandenes Anfahrmodul wird an die Simulationsumgebung angepasst, eingearbeitet und optimiert. Besonderes Augenmerk liegt auf den Übergängen in andere Fahrzustände nach Abschluss des Anfahrvorgangs, da hier Steuerungssprünge vermieden werden müssen, um den Fahrkomfort hochzuhalten.
Gegenwärtig wird die praktische Fußverkehrsplanung in der Regel angebotsorientiert betrieben. D. h. die Anlagen für den fußläufigen Verkehr entstehen meist als Nebenprodukte und Anschlusselemente anderer Verkehrsträger, wie bspw. Trottoirs als Begleitung einer Stadtstraße und Perronanlagen als Verbindung zwischen Zügen und der Flächen erschließenden Infrastruktur um einen Bahnhof herum. Die beispielhafte Anwendung einer bestehenden Simulation bildet die Grundlage für deren Analyse und die damit verbundene Beurteilung der Potenziale der Multi-Agenten-Technologie als modernes Werkzeug für den Einsatz in der nachfrageorientierten Fußgängerverkehrsplanung im Rahmen der Entwicklungsumgebung SeSAm.
Diese Diplomarbeit befasst sich mit der dreidimensionalen Simulation von Zylinderinnenströmungen eines Ottomotors. Hintergrund ist dabei die Analyse verschiedener Einflussgrößen auf die Ladungsbewegung. Deren Auswirkungen auf die Verbrennung wird in Verbindung mit den praktisch umgesetzten Verfahren erläutert. Neben der vollständigen Simulation der Ansaug- und Verdichtungsphase, werden weitere Modelle entwickelt, um die einzelnen Effekte der Zylinderströmung zu trennen. Bezugnehmend auf die dargelegten Grundlagen, wird die Modellabstimmung mit der verwendeten Software OpenFOAM 2.0.x erläutert. Die dabei festgestellten Verbesserungen fließen in die Simulationsmodelle mit ein. Im Schlussteil der Arbeit sind die erzielten Ergebnisse dargestellt und bewertet.
Die York-Kaserne in Münster wird zu einem Wohnquartier umgestaltet. Dabei entsteht neuer Verkehr auf dem Albersloher Weg. Auf Grundlage dieser neuen Verkehrszahlen sollen sechs Knotenpunkte auf dem Albersloher Weg verkehrstechnisch überplant werden. Weiterhin soll eine Empfehlung ausgesprochen werden, ob Rechtsabbieger getrennt signalisiert werden. An drei Knotenpunkten ist die getrennte Signalisierung wegen hoher Verkehrszahlen zu empfehlen. Auf Basis dieser Umplanung ist eine Koordinierung für den Streckenzug Albersloher Weg (acht Knotenpunkte) zu erstellen. Im Zuge der Umgestaltung der York-Kaserne sollen zwei Möglichkeiten der Seitenraumgestaltung mit Hilfe einer Simulation untersucht werden. Hierzu dient ein Variantenvergleich zur Entscheidungsfindung. Es wird eine Busspur zur Beschleunigung des Busverkehrs untersucht und Schrägparkstände auf dem Albersloher Weg. Die Simulation hat gezeigt, dass keine der beiden Varianten eine deutliche Verbesserung mit sich zieht. Somit ist eine Umgestaltung des Seitenraumes nicht zu empfehlen.
Durch die konsequente Nutzung solarer Architektur und dem verantwortungsvollen Umgang moderner Technik lassen sich in warmen Ländern bei Wohnhäusern erhebliche Energiemengen einsparen. Die Arbeit untersucht und entwickelt ein Konzept wie dem Nutzer angepasste Planungen entstehen, die diesem Umstand Rechnung tragen. <!-- #h:dissdiplGebäudekühlung.doc# -->
Im Rahmen der vorliegenden Diplomarbeit wurde eine Antriebssimulation mit Hilfe eines dSPACE-HIL-Simulators durchgeführt. Bestehende Simulationsmodelle aus dem Volkswagen-Konzern wurden eingebunden und in Eigenleistung um eigene Modellstrukturen hinsichtlich der Ein- und Ausgabeanbindung und einer Restbussimulation erweitert. Volkswagen-Konzernstandard ist allerdings die Simulationshardware der Firma CARTS, für welche detailliertere, verifizierte Simulationsmodelle existieren mit denen der Inbetriebnahmeaufwand nochmals erheblich minimiert werden kann. Die Variantenvielfalt hinsichtlich Dieselantriebe wurde in dieser Diplomarbeit untersucht und wäre mit geringem Aufwand umsetzbar. Mit Hilfe der dynamischen Antriebssimulation konnte der E-Simulator Golf A6 komplett in Betrieb genommen werden. Fehlerspeichereinträge wurden nahezu vollständig eliminiert. Im Vergleich zu der vorhandenen Eigenentwicklung
In der Motorenentwicklung wird neben der Weiterentwicklung und Optimierung konventioneller Lösungen auch an der Neuentwicklung unkonventioneller Systeme gearbeitet. In der vorliegenden Masterarbeit wird ein neuartiger Zweitakt-Kolbenläufermotor konzeptionell untersucht. Im ersten Teil wird der Aufbau und die Funktionsweise analysiert und daraus Machbarkeit, Vorteile und Problembereiche abgeleitet. Zur thermodynamischen Untersuchung des neuartigen Zweitakt-Kolbenläufermotors wird ein Simulationstool in MATLAB erstellt. Mit dem funktionierenden Simulationstool werden Variationsrechnungen durchgeführt, um die Einflüsse wichtiger thermodynamischer Parameter untersuchen zu können. Die thermodynamischen Untersuchungen zeigen, dass der indizierte Wirkungsgrad des Zweitakt-Kolbenläufermotors im aktuellen Entwicklungsstand nur knapp 30 Prozent beträgt. Es lässt sich feststellen, dass das Konzept des Zweitakt-Kolbenläufermotors und dessen Wirkungsgrad noch nicht mit konventionellen Motoren vergleichbar ist.
In dieser Diplomarbeit wird die globale und lokale Behaglichkeitsbeurteilung von sitzenden und stehenden Personen in einem gemäßigten Umgebungsklima mit der Vorhersagemethode nach der DIN EN ISO 7730 und mit der Messmethode nach der DIN EN ISO 14505 beschrieben und gegenübergestellt. Aus diesen beiden Methoden ist ein differenziertes Vorhersagemodell, was den Einfluss körpernaher Wärmeübertragerflächen auf den anthropogenen Körper berücksichtigt, für die Beurteilung der thermischen Behaglichkeit an einem Büroarbeitsplatz, welcher im Aufenthaltsbereich der Person mit solchen Wärmeübertragerflächen ausgerüstet ist, entwickelt worden. Es ist die gesamte Modellentstehung vom vereinfachten Punktmodell über die Modellraumentwicklung und die Personenmodellierung bis hin zum differenzierten Personenmodell an einem Büroarbeitsplatz beschrieben. Der Einfluss von den Wärmeübertragerflächen wird in der Modellentwicklung kontinuierlich anhand von Beispielrechnungen dargestellt. Weiterhin sind ein Konzept für die Anordnung der Wärmeübertragerflächen im Aufenthaltsbereich, der Aufbau dieser Flächen, die Versorgung mit Wärmeträgerfluiden und die Bewertung der Energieeffizienz Gegenstand dieser Arbeit. Für die Bewertung der Energieeffizienz sind die Zusammenhänge zwischen einem Büroarbeitsplatz mit und ohne Wärmeübertragerflächen beschrieben und es wird der Energiebedarf von diesen beiden Arbeitsplätzen in einer Beispielrechnung gegenübergestellt und bewertet. Die Energieeinsparung und Möglichkeiten der Verbesserung sind Ergebnisse dieser Berechnung.