JOURNAL - CADFEM Seminare
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www.cadfem.net Ausgabe 1 l 2019
JOURNAL
Simulation ist mehr als Software®
Simulation für Aufsteiger
¥ Alexander Schleicher:
Segelflieger
im Aufwind
¥ Oerlikon Neumag:
Teppichgarne
im Luftstrom
¥ VERBUND Hydro Power:
Digitaler Zwilling
im Kraftwerk
Aktuelle Informationen zur Simulation in der Produktentwicklung
EN
F O R MIER
IN
JETZT UND FÜR
2019 N
W E R BE
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Upgrade your work, upgrade your life.
Mit den berufsbegleitenden Studienangeboten qualifizieren wir Bachelor- und Master-
absolventen genauso wie Diplom-Ingenieure und Doktoranden praxisorientiert weiter.
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Mechanics Fluid Dynamics City
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• Technische Hochschule Ingolstadt • HSR Hochschule für Technik • TUM School of Management,
und HAW Landshut, Deutschland Rapperswil, Schweiz Deutschland
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Studienmöglichkeiten Studienmöglichkeiten Studienmöglichkeiten
• Master of Engineering (M.Eng.) • Certificate of Advanced Studies • Hochschulzertifikat (TUM)
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EDITORIAL
Lebenslang lernen
mit CADFEM
B
erufliche Weiterbildung ist öffnet zwar vielfältige neue Möglich-
mehr als nur reine Informa- keiten, sie ist aber kein Selbstzweck.
tionsbeschaffung und Wis- Genauso sollte auch der Einsatz von
sensaneignung. Denn das Simulationssoftware gesehen wer-
Wissen wird ja deshalb erworben, um den. Er sollen helfen, die Fragen,
es im beruflichen Arbeitsleben erfolg- die innerhalb des Entwicklungspro-
reich einzusetzen. Folglich muss ich zesses auftreten, besser zu beantwor-
das Wissen auch verstehen, es in der ten. Aber nicht nur bezüglich des
täglichen Praxis anwenden können Entwicklungsprozesses habe ich ge-
und die daraus entstandenen Ergeb- lernt, dass es wichtiger ist, die rich-
nisse analysieren, das heißt kommen- tigen Fragen formulieren zu können,
tieren und bewerten können. als auf alles eine Antwort parat zu
Deshalb basiert das Weiterbil- haben!
dungskonzept von CADFEM auf Deshalb muss zunächst genau
einem modularen Aufbau und einer überlegt werden, was soll warum si-
Vielzahl von Lernbausteinen. Diese muliert werden. Auf jeden Fall ist
fördern ein aktives Lernen und for- heute unumstritten, dass mit Simu-
dern mehr als Zuhören und Zuse- lationen die notwendigen Entschei-
hen, wie man es sonst im Internet dungen schneller und kostengünsti-
etwa bei Wikipedia und YouTube
„Es ist wichtiger, ger getroffen werden können, als
gewohnt ist. jedes Mal erst einen realen Prototyp
Neuerdings werden die bewährten
die richtigen Fragen zu bauen und zu testen. Und auch
Lernbausteine, wie die Präsenzsemi-
nare und das berufsbegleitende Stu-
formulieren zu können, ganz neue Ideen können mit Simu-
lationen ausprobiert werden, dafür
dienprogramm (siehe Anzeige gegen- als auf alles eine ist die neuartige Software ANSYS
über und Berichte auf Seite 44 und Discovery Live prädestiniert.
Seite 50), durch das neue Angebot Antwort parat Jedoch wird die Entwicklung mit
„CADFEM Learning on Demand“ Industrie 4.0 nicht abgeschlossen
(Seite 48) ergänzt. Damit soll das zu haben.“ sein, sondern 5.0 und 6.0 werden fol-
selbstbestimmte Lernen durch inhalt- gen. In Zukunft wird menschliche
liche, örtliche und zeitliche Unabhän- Arbeit immer mehr durch künstliche
gigkeit unterstützt und eine hohe Effizienz abgesichert Intelligenz ergänzt, Quantenrechner erreichen neue Leis-
werden. Dieser Zielsetzung entsprechend müssen die tungsdimensionen und autonome Maschinen und Autos
Lernenden immer wieder praxisrelevante Aufgaben lösen. gehören zum Alltag. Dann läuft die Simulation in Kon-
Testphasen kontrollieren das erlernte Wissen und erkun- struktion und Entwicklung vielleicht parallel im Hinter-
den, ob es in den verschiedensten Praxissituationen sicher grund ab und bietet sofort Verbesserungsvorschläge, wie
angewendet werden kann: Insgesamt also ein multimedi- schon jetzt die Rechtschreibprüfung in der Textverarbei-
ales, abwechslungsreiches Lernen, das Spaß macht. tung, während ich dieses Editorial schreibe.
Bei vielen Ingenieuren und Technikern sind der Wil- Dann müssen auch die Weiterbildungskonzepte in
le und die Motivation zur Weiterbildung da. Sie haben neue Dimensionen vorstoßen. Das Lernen im Team un-
das Konzept des lebenslangen Lernens verinnerlicht und ter Berücksichtigung der verschiedensten Blickwinkel
eignen sich immer wieder neues Basis-, Aufbau- und und Fragestellungen rückt dann sicher noch stärker in
Spezialwissen an, um Wissenslücken zu schließen und den Mittelpunkt und führt zu mehr gemeinsamen Er-
Arbeitsabläufe zu optimieren. Dadurch wird nicht nur folgserlebnissen und Spaß am Lernen.
der Wissensdurst beim Einzelnen gestillt. Gleichzeitig Dass auch die „Wissensvermittler“ Spaß beim Tea-
kann sich das Unternehmen im Wettbewerb besser be- ching on Demand hatten, sehen Sie hier:
haupten, die Mitarbeiterbindung wird verstärkt und der www.cadfem.de/behind-the-scenes
Wissende erreicht die angestrebten Karriereziele, die
natürlich auch mit finanziellen Vorteilen verbunden sind. Gerhard Friederici
In diesem Zusammenhang sollte aber auch klargestellt Redakteur des CADFEM Journals
werden, dass die zurzeit überall voranschreitende Digi- CADFEM GmbH
talisierung nur ein Werkzeug ist. Die Digitalisierung er- „Simulation ist mehr als Software“
CADFEM JOURNAL 01 | 2019 03
I N H A LT
Wie ein Adler durch
die Lüfte gleiten
Mit dem neuen Modell AS 33 bricht das Unternehmen Alexander
Schleicher Segelflugzeugbau die jahrzehntelange Tradition einen
Konstrukteur im Flugzeugnamen zu benennen. Mit ein Grund dafür
ist, dass die Neuentwicklungen nur durch intensive Teamarbeit zu
realisieren sind. Gleichzeitig wurde das interne Know-how in der
Entwicklungsabteilung deutlich erhöht, beispielsweise durch den
Einsatz moderner Simulationssoftware von CADFEM.
Ab Seite 18
CADFEM
10 CADFEM SEA ist jüngstes Mitglied in der CADFEM Group
CADFEM in Südostasien
11 38th TechNet Alliance Meeting
12 CADFEM News: Nachrichten von CADFEM und aus der Welt der Simulation
16 Weiterbildung – Austausch – Inspiration
37. CADFEM ANSYS Simulation Conference
CADFEM PORTFOLIO
06 ANSYS 2019 – Auf der Höhe der Zeit
28 Für anspruchsvolle Physik und effiziente Arbeitsprozesse
ANSYS als Integrationsplattform
Digitaler Zwilling
30 Festigkeitsnachweis mit der FKM-Richtlinie nichtlinear in ANSYS
Ist Ihre Welt auch nichtlinear?
schaut voraus 32 Fertigungsprozesse mit Additive Print analysieren und verbessern
Prozesssicherheit beim Metall-3D-Druck
Das Wasserkraftwerk von morgen wird 34 Wir über uns: Arbeiten bei CADFEM
ein „gläsernes Kraftwerk“ sein. Und zwar in Tobias Knostmann: Business Development für Embedded Software
dem Sinne, dass möglichst sekundengenau
und kontinuierlich umfassende detaillierte 35 Modellbasierte Software-Entwicklung mit ANSYS SCADE
Kenntnisse über den jeweils aktuellen 36 Electrical and thermal simulation in the early design phase for electrical machines
und den zu erwartenden Anlagenzustand Simulation-based Motor Design
vorliegen. Diese Zielvorstellung will die
VERBUND Hydro Power GmbH zukünftig
mit Digitalen Zwillingen und virtuellen
Sensoren erreichen.
Ab Seite 22
04 CADFEM JOURNAL 01 | 2019
JOURNAL
Geschwindigkeit IMPRESSUM
und Präzision Herausgeber:
CADFEM GmbH
Mit dem berufsbegleitenden Zerti- Marktplatz 2
fikatskurs CAS CFD erhielt Nicola 85567 Grafing b. München
Efftinge-Reichau von Oerlikon Tel. +49 (0) 80 92-70 05-0
Neumag umfassendes Fachwissen für Fax +49 (0) 80 92-70 05-77
die erfolgreiche Anwendung von info@cadfem.de
Strömungssimulationen. Das Studium www.cadfem.net
vermittelte modernste Simulations- Redaktion/Koordination:
verfahren und ein vertieftes Verständ- Gerhard Friederici, gfriederici@cadfem.de
nis der physikalischen Grundlagen. Alexander Kunz, akunz@cadfem.de
Dadurch kann er die komplexen
Anzeigen:
Anforderungen an die Oerlikon-
Alexander Kunz, akunz@cadfem.de
Anlagen in seinen Simulationen
besser berücksichtigen, um gemein- Layout:
sam mit den Entwicklungskollegen G & K Design, Rechtmehring
die Anlagen zu optimieren. www.magazinemaker.de
Ab Seite 44
Titelbild:
Alexander Schleicher Segelflugzeugbau,
shutterstock.com/Phatthanit
Composing G & K Design
Produktion:
ANSYS IN DER PRAXIS Konradin Druck GmbH
Auflage 25.000 Exemplare
18 Strömungsanalyse und strukturmechanische Composite-Simulationen
für den Segelflug Geschäftsführer:
Dr.-Ing. Christoph Müller
Wie ein Adler durch die Lüfte gleiten
Dr.-Ing. Jürgen Vogt
22 Virtuelle Sensoren warnen frühzeitig vor möglichen Ausfällen Erke Wang
Digitaler Zwilling schaut voraus
Handelsregister-Nummer:
26 Nutzung der CADFEM Engineering Cloud um Hardware-Spitzenlasten abzufedern HRB München Nr. 75979
Rechenpower (auch nur) für kurze Dauer
Geltungsbereich:
40 Erweiterter Wandsiedeansatz zur Abbildung des Leidenfrost-Effektes weltweit
an Gussoberflächen Copyright:
CFD für den Stranggussprozess © 2019 CADFEM GmbH. Alle Rechte vorbehalten.
42 Simulation der Wärmeableitung verkürzte Entwicklungsprozess erheblich
Gedruckt in Deutschland.
Beschichtung geschickt kontrollieren
44 Zertifikatsstudium zur numerischen Berechnung erleichtert erfolgreichen Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Waren-
Simulationseinsatz bezeichnungen und Handelsnamen in dieser
Zeitschrift berechtigt nicht zu der Annahme, dass
Geschwindigkeit und Präzision
solche Namen ohne Weiteres von jedermann
benutzt werden dürfen. Vielmehr handelt es sich
WISSEN häufig um geschützte, eingetragene Warenzeichen.
48 In der Weiterbildung absolutes Expertenwissen zeit- und ortsunabhängig nutzen Die Zeitschrift und alle in ihr enthaltenen Beiträge
CADFEM Learning on Demand und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt.
Mit Ausnahme der gesetzlich zugelassenen Fälle
50 Digital City – Modellieren, Analysieren und Entscheiden ist eine Verwertung ohne Einwilligung des Heraus-
Zertifikatskurs mit TUM School of Management gebers strafbar. Dies gilt insbesondere für Verviel-
fältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen
RUBRIKEN und die Einspeicherung und Verarbeitung in
elektronischen Systemen.
03 Editorial
Lebenslang lernen mit CADFEM Irrtümer und Änderungen vorbehalten.
38 CADFEM Empfehlung:
Unimusik on tour
PRINT&FOREST
Klimaneutral gedruckt
4 BÄUME GEPFLANZT
CADFEM JOURNAL 01 | 2019
CADFEM
PORTFOLIO
ANSYS 2019
Auf der Höhe der Zeit
Neue Zeiten bei ANSYS: re-Netze bis zu zehn Mal schneller zu erzeu-
gen. Diese neuartige Mosaik-Technologie
Ab sofort orientiert sich die verbessert die Simulationsgenauigkeit, indem
sie den 1:8-Hexcore-Zellengrößensprung mit
Versionierung der Software ANSYS Fluent hochwertigen polyedrischen Zellen konform
verbindet. Damit werden in vielen Fällen deut-
an der Jahreszahl ergänzt um ANSYS Fluent ist seit über 20 Jahren bekannt lich reduzierte Modellgrößen erzielt sowie das
für die Lösung anspruchsvollster Herausfor- Konvergenzverhalten bei gleichbleibendem
die Angabe des entsprechenden derungen, wenn es um die unterschiedlichs- Detaillierungsgrad erheblich verbessert.
ten CFD- und Multiphysik-Anwendungen Nicht nur das Handling- und Preprocessing
Releases. Damit ist ersichtlich, geht. Aber das ist nicht genug. Ingenieure wurde neu erfunden, auch die CFD-Sol-
sind gefordert, in kürzerer Zeit und mit weni- ver-Technologie wurde weiterentwickelt. Mit
dass während eines Jahres eine ger Einarbeitungsaufwand mehr an Ergeb- GEKO sind Turbulenzen kontrollierbar, indem
nisse als je zuvor zu liefern. Deshalb optimiert Turbulenzmodelle an den spezifischen An-
Vielzahl von neuen Entwick-
Bilder: shutterstock.com/Jusky ANSYS
die neue Single-Window-Lösung den Flu- wendungsfall angepasst werden. GEKO bietet
ent-Workflow bereits bei der Gittererstellung freie und abstimmbare Parameter, um spezi-
lungen präsentiert werden. für das importierte CAD-Modell. Zusätzlich fische physikalische Effekte zu simulieren,
können aufgabenspezifische Workflows par- ohne die zugrunde liegende Kalibrierung zu
allelisiert verarbeitet werden, um Poly-Hexco- beeinträchtigen.
06 CADFEM JOURNAL 01 | 2019
ANSYS Fluent: Single-Window-Workflow von der Modell-
erstellung bis zur Ergebnisauswertung.
ANSYS Fluent: 1: 8-Hexcore-Zellengrößensprung mit
hochwertigen polyedrischen Zellen zur Modellerstellung
mit großen Skalenunterschieden.
ANSYS Mechanical: semi-implizite
Analysemethode zur robusten Simulation
instabiler Vorgänge.
ANSYS Motion zur Vibrationsanalyse
von Getrieben.
ANSYS Mechanical
ANSYS Motion Links Toolkit: Analyse von
Bei ANSYS Mechanical sind beeindruckende
Riemen und Kettentrieben.
Geschwindigkeitszuwächse vor allem im Be-
reich der nichtlinearen Kontaktanalysen zu
verzeichnen. Intelligente Kontakt-Splitting-Al-
gorithmen ermöglichen nun auch bei groß- Software Daful zu entwickeln. Dabei konnte
flächigen Kontaktregionen eine spürbare ANSYS Motion er seine Erfahrungen aus über 30 Jahren im
Skalierung der Rechengeschwindigkeit durch Umfeld der Mehrkörpersimulation mit neus-
Einsatz parallelisierter Löser. In Kombination ANSYS Motion: Die Produktfamilie für struk- ten numerischen Erkenntnissen einbringen.
mit den ANSYS HPC-Lösungen werden damit turmechanische Anwendungen wurde mit Die enge Einbindung ins ANSYS Portfolio be-
für eine weitere Klasse von Aufgabenstellun- ANSYS Motion um ein weiteres Mitglied er- steht unter anderem durch eine direkte
gen herausragende Rechengeschwindigkei- gänzt. Dieses ermöglicht Analysen im Bereich Schnittstelle zu ANSYS SpaceClaim für die
ten erzielt. Mehr Detailgenauigkeit, schnelle- der Mehrkörperdynamik, wenn Baugruppen geometrische Modellaufbereitung und zum
re Resultate oder schlicht mehr Analysen bei mit starren und flexiblen Komponenten in ANSYS Twin Builder für die Systemsimulation.
gleichbleibendem Zeitaufwand sind damit beliebiger Kombination miteinander inter- Die Definition von flexiblen Körpern kann
realisierbar. Im Umfeld der Solver-Technolo- agieren. ANSYS Motion basiert auf der Theorie sowohl über eine modale Reduktion im Vor-
gien wird mit der semi-impliziten Methode der Mehrkörperdynamik und vereint das Bes- feld als auch eine direkte Vernetzung erfolgen.
ein unkomplizierter Wechsel von einem im- te aus den beiden Welten der klassischen Die letzte Variante ermöglicht auch den Ein-
pliziten Solver hin zu einer expliziten Solver FEM- und Starrkörper-Simulation. Gründungs- satz nichtlinearer Materialmodelle. Die Ver-
möglich. Konvergenzschwierigkeiten bei Sta- vater von ANSYS Motion ist Prof. Daesung Bae, bindung zwischen flexiblen oder starren Kör-
bilitätsaufgabenstellungen gehören damit der mit dem südkoreanischen Softwarehaus pern über Gelenk- oder Kontaktdefinitionen
der Vergangenheit an. Virtualmotion vor zehn Jahren begann, die ist allgemeiner Standard.
CADFEM JOURNAL 01 | 2019 07
CADFEM
PORTFOLIO
ANSYS SIwave:
Design-Überprüfung
mittels EMI-Scanner, hier
die Feldverteilung vor
(oben) und nach (unten)
der Korrektur.
Electromagnetics
Zu den Neuerungen gehören die Designre-
gelprüfung bezüglich elektromagnetischer
Interferenzen von Leiterplatten (PCBs). Der
EMI-Scanner in ANSYS HFSS und ANSYS SIwa-
ve ermöglicht die Überprüfung von Design-
regeln, um potenzielle EMI-Probleme bereits kürzerer Zeit bis zur Zertifizierung. Durch die
vor der vollständigen Simulation zu identifi- Weiterentwicklung der ANSYS SCADE Suite
zieren. Die neue Elektromigrationsanalyse in für Automotive-Anwendungen wird die Ein-
ANSYS SIwave prognostiziert die mittlere haltung von Industriestandards wie AUTOSAR
Ausfallzeit für elektronische Strukturen. bei der Entwicklung modellbasierter Systeme
Mit ANSYS 2019 R1 ist erstmals die Zwei- und Software für den Automotive-Bereich
Wege-Kopplung zwischen den elektromagne- einfacher und schneller. Die SCADE Suite
tischen Solvern ANSYS Maxwell, ANSYS Q3D Embedded Software unterstützt nun Entwicklungsabläufe für si-
Extractor, ANSYS HFSS und dem CFD-Solver cherheitskritische Softwareanwendungen, die
ANSYS Icepak innerhalb des ANSYS Electronic Embedded Software: ANSYS 2019 R1 verfügt auf die parallele Ausführung auf verschiede-
Desktop als integrierte Funktion verfügbar. über neue und erweiterte Funktionen für den nen Multicore-Chips abzielen, darunter Kalray
Zur Ermittlung des Vibrationsverhaltens Automobilbereich, einschließlich autonomer MPPA und Infineons neueste Generation AU-
elektrischer Maschinen steht für Motorenent- Fahrzeuge, Multicore-Codegenerierung und RIX. SCADE Test Model Coverage ermöglicht
wickler mit dem NVH-Workflow eine ausge- neuer Testfunktionen. Diese Funktionen bie- mit einer einzigen Aktivität sowohl die Mo-
reifte Analysemethode zur Verfügung. Die ten Workflows und Funktionen, die es ermög- dell- als auch die Code-Deckung für Embed-
Simulation des vibroakustischen Verhaltens lichen, sicherheitskritische Produkte schneller ded-Softwareanwendungen durchzuführen
wird damit für komplette Drehzahlbereiche zu entwerfen und zu liefern, mit weniger En- und erfüllt die Richtlinien der DO-178C/DO-
ermöglicht. gineering-Aufwand, reduzierten Kosten und 331 auf effiziente Weise.
08 CADFEM JOURNAL 01 | 2019
ANSYS Electronic Desktop:
2-Wege-Kopplung Thermisch-
Elektromagnetisch (hier ANSYS
Maxwell und ANSYS Icepak
innerhalb des ANSYS Electronic
Desktop).
ANSYS Disovery Live: Jetzt auch
mit interaktiver Echtzeit-Topologie-
optimierung.
Additive Manufacturing: Berücksichti-
gung von Nachbehandlungsschritten
(oben) als integrale Folgeanalyse nach
der Simulation des eigentlichen Druck-
vorgangs (unten).
Systemsimulation
ANSYS Discovery Live
Systemsimulation: Der ANSYS Twin Builder ist
jetzt in der Lage, digitale Zwillinge schneller In ANSYS Discovery Live bietet die Topologie-
und effizienter zu erstellen, zu validieren und optimierung interaktive Echtzeit-Formopti-
einzusetzen. Zu den neuen und erweiterten mierung für jedes 3D-Modell. Eine neue Funk-
Funktionen gehören Modellexport und Lauf- tion zur Analyse von Zufallsschwingungen in
zeitgenerierung, ein neuer ROM-Builder (Dy- ANSYS Discovery AIM ermittelt die dynami-
namic Reduced Order Model), Standard- und sche Strukturantwort bei Random-Vibra-
Workflow-Erweiterungen für Modelica sowie Additive Manufacturing tion-Tests („Shakerversuch“). Basierend auf
die IEEE VHDL-2008-Verschlüsselung. Das auf- dem Leistungsdichtespektrum für eine Fuß-
fälligste ist jedoch die neue Paketierung des Additive Manufacturing: Die Vernetzungs- punktanregung wird die statistische Struktur-
ANSYS Twin Builder für eine einsatzgerechte technologie innerhalb der Additiv-Lösung in antwort auf den stochastischen Belastungs-
Konfiguration ANSYS Mechanical wurde deutlich verbessert. zeitverlauf ermittelt. Auf der Grundlage dieser
Mehrschichtige tetraedrische Elemente er- Ergebnisse können Abschätzungen bezüg-
• Twin Builder Pro für alle Aufgabenstellun- möglichen es, dünne Strukturen leichter zu lich der Betriebsfestigkeit und auch die Aus-
gen im Umfeld der Systemsimulation, diskretisieren und damit die Genauigkeit bei wertung lokaler Beschleunigungsspektren
angemessenen Modellgrößen zu erhöhen. erfolgen, was einen direkten Vergleich mit
• Twin Builder Premium ergänzt um weitere Weiterhin lassen sich Wärmebehandlungs- Versuchserkenntnissen erlaubt. Neue Funk-
Funktionen zur Erstellung und Implementie- schritte hinzufügen, um auch weitere Prozess- tionen in ANSYS Discovery SpaceClaim er-
rung von Reduced-Order-Modellen (ROM), schritte zu analysieren, die im Nachgang von möglichen die parametrische Kontrolle beim
metallischen 3D-Drucken häufig erfolgen. Das wiederholten Erstellen komplexer Geomet-
• Twin Builder Enterprise vor allem zur Ver- neue Produkt Additive Science gibt dem Ex- rien. Mit zusätzlichen Sketch-Constraints las-
wendung der digitalen Zwillinge in externer perten im 3D-Druck-Umfeld Werkzeuge zur sen sich abhängige Skizzenelemente voll-
Hardware oder IIoT-Plattformen mit unter- Untersuchung von Prozessdetails an die Hand, ständig definieren.
schiedlichen Modell-Export-Möglichkeiten um zu verstehen, wie sich Änderungen von
und zusätzlicher Laufzeit- und Entwicklungs- Maschinenparametern auf Schmelzbadgrö- Weitere Informationen:
umgebung. ßen und Materialporosität auswirken. www.cadfem.net/ansys-update
CADFEM JOURNAL 01 | 2019 09
CADFEM GROUP
CADFEM SEA ist jüngstes Mitglied in der CADFEM Group
CADFEM in Südostasien
Das jüngste Mitglied der CADFEM Group und neuer ANSYS Channel Partner für Südostasien ist
CADFEM SEA Pte. Ltd. mit Sitz in Singapur. Zu Südostasien zählen die Länder Singapur, Malaysia,
Thailand, Vietnam, Laos, Kambodscha, Brunei, Philippinen, und Indonesien. Wir werden uns
zunächst auf die vier zuerst genannten Länder fokussieren. Südostasien hat insgesamt eine
Bevölkerung von rund 600 Millionen und ist ein aufstrebender Wirtschaftsmarkt.
Das Büro von CADFEM durch Jack Cui gefolgt von Präsentationen
SEA ist im Tower HB von Christoph Müller zur CADFEM
Centre 1 im oberen GmbH, Madhukar Chatiri von CADFEM
Drittel untergebracht. Eng. Services India Pvt. Ltd. über ANSYS
und die CADFEM Extensions und schließ-
lich Günter Müller, dem Gründer von
CADFEM, zur Historie und der Entwick-
Indien
China lung zur CADFEM Group. Beendet wurde
das Treffen mit Networking beim Lunch.
Da die Veranstaltung sehr positiv bewertet
Burma Vietnam
wurde, ermuntert uns dies, ähnliche Ver-
Laos anstaltungen in Malaysia, Vietnam und
Thailand durchzuführen.
Jack Cui verfügt über fünf Jahre Erfah-
Thailand rung im Verkauf von technischen Lösungen
und zusätzlichen vier Jahren technischer
Kambodscha Philippinen Berufserfahrung. Er schloss sein Studium
Jack Cui, Geschäfts-
führer von CADFEM SEA, an der National University of Singapore mit
einem Bachelor-Abschluss in Electronic
verfügt über fünf
Engineering ab. Bevor er zu CADFEM
Jahre Erfahrung im
SEA kam, war er in der gesamten Region
Verkauf von technischen
Brunei Südostasien tätig, mit Schwerpunkt auf Ver-
Malaysia Lösungen.
trieb von Simulationssoftware in verschie-
Singapur denen Branchen. Als Geschäftsführer der
CADFEM SEA arbeitet er eng mit der
CADFEM GmbH und CADFEM Engi-
neering Services India Pvt. Ltd. zusammen.
CADFEM SEA erhält die volle Unter-
Indonesien stützung der CADFEM Group und deckt
das gesamte Spektrum des ANSYS-Port-
folios ab. Da Simulation mehr als nur Soft-
ware erfordert, stellt CADFEM SEA alle
C
Ressourcen zur Verfügung, die für den
ADFEM SEA kann auf die nehmen. In der Anfangszeit wird er von Erfolg der Simulation notwendig sind: füh-
Vorarbeit von Rosemarie Jahn Mitarbeitern der CADFEM GmbH, der rende Soft- und Hardwaretechnologie,
(CADFEM GmbH) aufbauen, CADFEM Eng. Services India Pvt. Ltd. technischer Support, Berechnungs-Con-
die 2017 für etwa vier Monate in und unserem Partner in Vietnam, der Ad- sulting und Know-how-Transfer zu ver-
Singapur bei SkyMap war, der Partner- vantech, unterstützt. schiedenen Simulationsthemen.
Bilder: shutterstock.com/Pyty; CADFEM SEA
firma von virtualcitySYSTEMS GmbH. Die Eröffnungsveranstaltung fand im
Dort hat sie erste Kontakte mit Universi- Oktober 2018 im Goodwood Park Hotel Weitere Informationen:
täten und Firmen geknüpft. Nachdem das in Singapur statt. Rund 60 Gäste aus Fir- CADFEM SEA (South East Asia)
Unternehmen CADFEM SEA Pte. Ltd. men, Forschungsgesellschaften und Uni- www.cadfem-sea.com
registriert war, konnte im Juli 2018 der versitäten folgten unserer Einladung. Die Jack Cui, Territory Sales Manager
erste Mitarbeiter, Jack Cui, die Arbeit auf- Veranstaltung begann mit einer Einführung jack@cadfem-sea.com
10 CADFEM JOURNAL 01 | 2019CADFEM NEWS
38th TechNet Alliance Meeting
Saint-Jean-Cap-Ferrat, France,
November 2 to 3, 2018
About 90 members from 22 countries in Europe, Asia, America n An Example of Computational Fluid Dynamics in Biotechno-
and Russia attended the meeting to exchange ideas and discuss logy: Modeling and Simulation of Bacterial Metabolism in
actual and future simulation topics. The event started on Friday Calorimetric Ampule Technique
with a marketing session for ANSYS Channel Partners. In paral- Peter Farber, Peer Ueberholz, University of Applied Sciences
lel sessions were held for ROCKY and optiSLang resellers and Niederrhein, Germany
CADFEM Group members. Before dinner a presentation and n Advanced Design of Electric Motors using Motor-CAD
demonstration of the virtual reality cave of OPTIS were given for and ANSYS
all attendees. David Staton, Motor-Design Ltd., U.K.
On Saturday lectures were given from existing and potential
members. The main topics of the presentations were related to n Discrete Element Modelling (DEM) on a System Level
Digital Twins of urban areas for autonomous driving, for aircraft Wynand Prinsloo, QfinSoft (Pty.) Ltd., South Africa
turbines to predict maintenance, and of human beings to unders- n ANSYS for Aerospace on the CADFEM Amazon Cloud
tand the physics of snoring. Derek Sweeney, CADFEM Ireland, Ltd., Ireland
Following the list of presentations: The meeting ended with a guided tour and a dinner in Monte
n Future Mobility and Resulting Requirements for Carlo. Everybody was very pleased with the quality of the lectures,
the Virtual Development Process the ability to exchange experience, but also enjoyed the wonderful
Christoph Gümbel, future matters AG, Switzerland location facing the Mediterranean Sea, the excellent food and
vine and last but not least the friendly atmosphere.
n Will “Simulation Engineers” Exist in the Future at All?
Our Spring Meeting 2019 will take place in Rotterdam, The
(My view on the future of Simulation)
Netherlands, on May 3 to 4, 2019. If you, as a customer in indus-
Zlatko Penzar, Continental Teves AG & Co. oHG, Germany
try or in science, are interested to learn more about our network
n Physics Based Virtual Prototyping in Product Life Cycle you are welcome to join and give a presentation about your spe-
Günther Hasna, Optis GmbH, Germany cific expertise.
n SAVe: The first step towards a digital twin of the public urban
More information:
providing ground Ingolstadt
Wolfram-Michael Remlinger, AUDI AG, Germany Christine Bundlechner
cbundlechner@cadfem-international.com
n Reliability Analysis in Context of ADAS Validation www.technet-alliance.com.
Roland Niemeier, Dynardo GmbH, Germany
n High-end, intelligent HD Maps as basis for autonomous
driving validation and testing and for 3D Simulation
including 3D city models
TechNet Alliance –
Gunnar Gräfe, 3D Mapping Solutions GmbH, Germany A Global SBES Network
n New Business Models by using Digital Twins since 1998
Teresa Alberts, ITficient AG, Switzerland
Aiming for a longstanding relationship, the TechNet Alliance
Christof Gebhardt, CADFEM GmbH, Germany
was founded by ANSYS Channel Partners in 1998 and has
n Industrial applications of Digital Twins with Simulation grown into a worldwide network of SBES (Simulation Based
based Reliability Analysis in Context of ADAS Validation Engineering Science) companies. In addition to members
Roland Niemeier, Dynardo GmbH, Germany
offering solutions for Numerical Simulation the network also
n Industrial applications of Digital Twins with Simulation includes companies supporting business activities, simulation
based analytics experts from customers, as well as worldwide acknowledged
Frode Halvorsen, EDRMedeso AB, Norway professors and retired industry managers. Since 2000 TechNet
n Meta Models for Preditictive Maintenance of Aircraft Engines Alliance member meet twice a year on a weekend to share
Frank Brehmer, ITB GmbH, Germany experience and knowledge, to jointly engage in new
Stefan Kuntzagk, Lufthansa Technik AG, Germany business, to visit technical sites, and last but not least enjoy
dinner.
Bild: TechNet Alliance
n Has simulation the power to change the way we treat
obstructive sleep apneic? www.technet-alliance.com
Lars Bonitz, Klinikum Dortmund gGmbH, Germany
CADFEM JOURNAL 01 | 2019 11CADFEM NEWS
Die Anwendungsgebiete von ANSYS SPEOS liegen in den
Bereichen Automobil, Innen- und Außenraumbeleuchtung,
Elektronikgeräte und Produktionsprozesse.
Neu bei ANSYS: Optis-Produktlinie
Das ANSYS Portfolio wurde nach der Akquisition von OPTIS die Themen wie Fahrsimulation, Scheinwerfervalidierung, Sen-
durch Softwareprodukte im Bereich Optik erweitert. Die Stärke der sorik, aber auch Schallwahrnehmung adressieren. Anwendungs-
OPTIS-Produktlinie liegt in der detaillierten Modellierung von beispiele der OPTIS-Software sind nicht nur im Automobilbe-
Strahlungsquellen und optisch relevanten Materialien, so dass eine reich (Scheinwerfer, Rücklichter) zu finden, sondern allgemein
realitätstreue Simulation möglich wird. Das Schlüsselprodukt auch bei Beleuchtungen (Innenraum, Außenraum), Elektronik-
SPEOS – ab Mitte 2019 stand-alone als SpaceClaim-basiertes und geräten (Displays, Bedienungsflächen) und im Produktionspro-
Workbench-integriertes ANSYS SPEOS einsetzbar – eröffnet viel- zess (Heizbestrahlung, Arbeitsbereichbeleuchtung).
fältige Möglichkeiten zur statischen optischen Simulation.
Des Weiteren bietet ANSYS mit der VRXPERIENCE-Pro- Weitere Informationen:
duktgruppe auch Softwarelösungen für Echtzeitsimulationen an, www.cadfem.net/optis
Digitale Zwillinge mit SAP, ANSYS und CADFEM
Simulationen in der Nutzungsphase von „CADFEM ist für uns ein der in unseren Projekten umfangreiches
Produkten und Anlagen liefern als sog. Di- Engineering-Wissen mitbringt. CADFEM-
gitale Zwillinge über virtuelle Sensoren er- wichtiger Partner, der in Experten ergänzen die SAP-Projektexperten
weiterte Informationen über den Anlagen- unseren Projekten umfang- und ermöglichen die Realisierung des vollen
zustand, Verschleiß oder Degradation. An- Nutzens und des Potenzials von SAP Pre-
wendungsszenarien sind die prädiktive reiches Engineering-Wissen dictive Engineering insights enabled by
Wartung sowie die Kostensenkung durch ANSYS.“ sagt Andre Gajda, VP Product
optimierten Service und Ersatzteile. Darüber
mitbringt. CADFEM-Experten Development, SAP SE.
hinaus ermöglichen Digitale Zwillinge den ergänzen die SAP-Projekt- Auf der Hannover Messe ist am SAP-
Betriebsmodus zu optimieren, sei es hin- Stand (Halle 7, Stand A02) ein von SAP und
sichtlich Einsatzzeit, Performance oder Be- experten und ermöglichen die CADFEM gemeinsam erstellter Digitaler
triebskosten der Anlage. Die verfügbaren Realisierung des vollständigen Zwilling live zu erleben. Für eine physische
Daten sind die Grundlage für neue Ge- Anlage der Prozesstechnik (zum Beispiel aus
schäftsmodelle wie „fault detection as a ser- Nutzens und des Potenzials der chemischen Industrie oder der Geträn-
vice“, „recommendations as a service“ bis von SAP Predictive Enginee- keindustrie) wird exemplarisch gezeigt, wie
hin zu „machine as a service“. mit SAP Predictive Engineering Insights en-
Seit Juni 2018 bietet SAP mit SAP ring insights enabled abled by ANSYS der Degradationszusstand
Predictive Engineering Insights enabled by von Anlagenkomponenten wie Pumpen oder
by ANSYS.“
ANSYS eine Lösung an, die die bewährte Ventilen erfasst wird. Die verbleibende Ein-
ANSYS Technologie in die SAP Intelligent Andre Gajda, VP Product satzzeit kann abgeschätzt und durch ange-
Asset Management Lösung integriert. Im Development bei SAP SE passte Betriebsmodi verlängert werden.
Dezember 2018 wurde CADFEM Mitglied
des SAP PartnerEdge open ecosystem. Weitere Informationen:
„CADFEM ist für uns ein wichtiger Partner, www.cadfem.net/zwilling
12 CADFEM JOURNAL 01 | 2019ANSYS übernimmt Material-
spezialisten Granta Design
Ende Januar 2019 verkündetet ANSYS die Übernahme des Ma-
terialspezialisten Granta Design, Ltd. Mit dieser Akquisition ver-
fügt ANSYS nun über eine umfassende Lösung im Umfeld der
CADFEM: PumpWizard Materialspezifikation und Materialverwaltung. Einerseits sind
genaue, rückverfolgbare und zuverlässige Materialinformationen
für Pumpenlaufräder entscheidend für die Genauigkeit der Simulation. Andererseits
spielt die gezielte, aufgabenspezifische Materialauswahl in allen
Anwendungsgebieten der Simulation eine wichtige Rolle.
Der CADFEM PumpWizard optimiert systematisch und automa-
tisiert das Design von Pumpenlaufrädern. Er zeichnet sich durch
eine intuitive Bedienung und eine kostengünstige On-Demand-
Nutzung aus. Die Software kann auch ohne Expertenwissen ein-
gesetzt werden, um ein Laufraddesign mit hohem hydraulischem
Wirkungsgrad zu erhalten. Basierend auf den wesentlichen Design-
größen wie Viskosität, Drehzahl, Förderhöhe und Volumenstrom
wird in einem automatisierten Ablauf eine optimale 3D-Geome-
trie des Laufrades erzeugt und die Kennlinie in einem wählbaren
Arbeitsbereich ermittelt.
Dazu erfolgt die Eingabe der relevanten Daten in das Online-For-
mular, worauf die anfallenden Kosten direkt berechnet und ange-
zeigt werden. Eine anschließende verschlüsselte Übermittlung des
Auftrags wird mit Abschicken des Formulars erledigt. Die Berech-
nung einer optimierten Schaufelgeometrie basiert auf einer vorge-
gebenen Druckbeaufschlagung der Schaufel (“Blade loading”) mit
Hilfe von „inversem Design“. Dieses erlaubt eine direkte Kontrol-
le der strömungsbeeinflussenden Parameter und steuert damit einen Aufgabenspezifische Materialauswahl mit der Datenbank
optimalen Strömungsverlauf. Eine Laufrad-Geometrie wird hier Granta MaterialUniverse.
also definiert durch vorgegebene Strömungseigenschaften. Integ-
rale Bestandteile des Entwurfsprozesses mit dem CADFEM Granta entwickelt und vermarktet Software für die Materialaus-
PumpWizard sind Optimierungsläufe und eine 3D-Validierung. wahl mit umfassender Datenbank und zugehörigem Informati-
Das Ergebnis wird als 3D-CAD-Modell geliefert. Darüber onsmanagement. Damit können Kunden die für sie relevanten
hinaus zeigen verschiedene Diagramme die charakteristischen Materialien auswählen, analysieren, einsetzen und verwalten. Ne-
Eigenschaften, und Tabellen fassen die typischen Kennwerte wie ben vielen mittelständischen Unternehmen setzen auch Weltkon-
Leistungsaufnahme, Wirkungsgrad und Förderhöhe im Ausle- zerne wie Airbus, General Motors und Rolls-Royce auf die Ma-
gungspunkt zusammen. terialkompetenz von Granta.
Weitere Informationen: Weitere Informationen:
www.cadfem.net/pumpwizard www.cadfem.net/grantadesign
Buchvorstellung: Das Buch
„Betriebsfestig-
Betriebsfestigkeit mit FEM keit mit FEM:
schnell verstehen
& anwenden“ ist
Die Autoren Dr.-Ing. Stefan Einbock und Florian Mailänder im Verlag „Books
fassen die Grundlagen der Betriebsfestigkeit und FEM auf ver- on Demand“
ständliche Art zusammen und liefern konkrete und direkt an- erschienen.
wendbare Methoden für einen selbständig erstellten Betriebs-
festigkeitsnachweis auf Basis von FEM-Ergebnissen. Ein be-
sonderer Fokus liegt dabei auf der Anwendung für Einsteiger.
Weitere Information:
www.einbock-akademie.de/buecher/
buch-betriebsfestigkeit-mit-fem
CADFEM JOURNAL 01 | 2019 13CADFEM NEWS
ANSYS Hall of Fame: Startup-Sieger Mecuris
Die Mecuris GmbH reduzierte durch den Einsatz der Simulations-
software ANSYS Kosten und Entwicklungszeit beim Testen von
Entwürfen für Prothesenfüße.Wie vielen Medizintechnikunterneh-
men hat die Simulation den Ingenieuren der Mecuris GmbH ge-
holfen, Risiken zu managen, Erkenntnisse für die Entwicklung zu
gewinnen, die Produktentwicklung zu beschleunigen und die ge-
setzlichen Richtlinien zu erfüllen. Durch industriellen 3D-Druck
und die Verwendung moderner Hochleistungskunststoffe können
aktuellste Erkenntnisse aus der medizinischen Forschung sowie die
Wünsche der Experten direkt in Hilfsmitteln umgesetzt werden.
Der Fuß besteht aus einem besonderen Hochleistungskunststoff
und bietet dank eingeschobenem Federelement aus Faserverbund-
Bild: Mecuris
werkstoff eine hohe Energierückgabe. Dank CE- und ISO-Zertifi-
zierung genügen die Prothesen höchsten Sicherheitsstands.
Der Fuß besteht aus einem besonderen Hochleistungskunststoff Weitere Informationen:
und bietet eine hohe Energierückgabe. https://www.ansys.com/other/hall-of-fame/archive/2019/mecuris
Stadtplanung in Helsinki
mit ANSYS Discovery
Ende 2018 hat die Stadt Helsinki mit virtualcitySYSTEMS ein
Stadtplanungs- und Stadtentwicklungsprojekt gestartet, bei dem
neben BIM inside ANSYS auch die neue Simulationssoftware
ANSYS Discovery Live von CADFEM eingesetzt wird. So kön-
nen schon in frühen Planungsphasen Entwürfe im realitätsnahen
3D-Umfeld bewertet und komplexe Strömungsverhältnisse schnell
und unkompliziert analysiert werden. Beispielsweise lassen sich
Windlasten für neue Gebäudeentwürfe unter Einbeziehung der
vorhandenen Bebauung bestimmen. Aber auch notwendige Ver-
änderungen für die bestehende Bebauung werden erkennbar. Ob
Geometrien manuell angepasst, Objekte verschoben oder ausge-
virtualcitySYSTEMS
blendet werden, das Simulationsergebnis stellt die Änderungen
nach wenigen Sekunden dar. Zusätzlich können auch weiterfüh-
unterstützt Standardisierung
rende Fragen, wie zur Belüftung der Stadt oder zum Personenkom-
fort, beantwortet werden. virtualcitySYSTEMS gestaltet als Mitglied bei ASAM (Associa-
tion for Standardization of Automation and Measuring Systems)
Weitere Informationen: aktiv die Weiterentwicklung der OpenX-Standardreihe mit, zu der
www.virtualcitysystems.de/aktuelles neben OpenDRIVE (https://www.asam.net/standards/detail/
opendrive/) auch OpenCRG und OpenSCENARIO gehört. Ganz
allgemein konzentriert sich ASAM auf die Standardisierung des
Datenaustauschs zwischen den vielen Werkzeugen, die im Prozess
der Entwicklung und Validierung von Fahrzeugen, deren Kom-
ponenten und Steuerungssystemen eingesetzt werden.
virtualcitySYSTEMS möchte zusammen mit CADFEM und
ANSYS urbane Simulationsumgebungen aus 3D-Stadtmodellen
(CityGML) und Straßenraummodellen (OpenDRIVE) für die
Entwicklung, Erprobung und Validierung von ADAS (Advanced
Driver Assistance Systems) und AD (Autonomous Driving) Funk-
tionen entwickeln, wie es auch im Projekt SAVe (https://save-in.
digital/unsere-vision/) erforscht wird.
Mit Discovery Live können komplexe Strömungsverhältnisse Weitere Informationen:
schnell und unkompliziert analysiert werden. www.virtualcitysystems.de
14 CADFEM JOURNAL 01 | 2019Nachruf Professor Erwin Stein
Professor Erwin Stein
Am 20. Dezember 2018 haben wir das folgende E-Mail von der im Jahr 2012 hinter
IACM (International Association of Computational Mechanics) der Binären Vier-
erhalten: Spezies-Getriebe-
maschine nach
“It is with great sadness that I have to inform you of the passing of Gottfried Wilhelm
Erwin Stein December 19, 2018. Leibniz.
Professor Stein was an international academic authority and a
renowned expert in computational mechanics. He received the Mein beruflicher Wegbereiter
Gauss-Newton Medal, the highest award given by our society, among
Erwin Stein hat meinen Berufsweg entscheidend beein-
many other prizes and recognitions in Germany, Europe and all over
flusst. Ich habe von 1963 bis 1969 an der Universität
the World.
Stuttgart Bauingenieurwesen studiert und habe als einer
His scientific legacy and his example will guide us and also future
von nur drei Studenten, die von Erwin Stein neu eingeführ-
generations. Moreover, I believe that it is also important to acknowled-
te Vorlesung Tensor-Analysis besucht. Auf diese Weise hat
ge his longstanding support and continuous work for the International
mich Herr Stein kennengelernt und mir Anfang 1970 – für
Association of Computational Mechanics.
mich völlig überraschend – eine frei gewordene Stelle als
His death leaves a deep void in the heart of many of us.”
Wissenschaftlicher Assistent angeboten. So bin ich zur
Promotion gekommen und konnte als Visiting Scholar an
Antonio Huerta
der University of California in Berkeley einige Zeit mit
President of IACM
meiner Familie verbringen.
Nach meiner Assistentenzeit hatte ich immer mal wieder
Eine ausführliche Beschreibung von Leben und Werk findet sich
Kontakt mit ihm, zum Beispiel als Mitglied im Vorstand der
in Wikipedia.
GACM (German Association of Computational Mechanics), bei
https://de.wikipedia.org/wiki/Erwin_Stein_%28Ingenieur%29
Konferenzen und bei unserm CADFEM Users’ Meeting 2005 im
Bundeshaus Bonn, wo er einen Keynote-Vortrag über seine
Ergänzend soll erwähnt werden, dass Erwin Stein Mitherausgeber
Forschungen über Gottfried Wilhelm Leibniz gehalten hat.
der Encyclopedia of Computational Mechanics war, die in drei
Erwin Stein wird mir als beruflicher Wegbereiter und
Bänden mit insgesamt rund 1.800 Seiten im Jahr 2004 vom John
Unterstützer immer in Erinnerung bleiben.
Wiley & Sons Verlag herausgegeben wurde.
Sein Steckenpferd war die Erforschung von Leben und Werk
Dr.-Ing. Günter Müller
des Wissenschaft-Genies Leibniz und die Nachbildung der von
Bild: wikipedia/Bernd Schwabe
Gründer der CADFEM GmbH
ihm erfundenen Rechenmaschine.
und geschäftsführender Gesellschafter
Beim CADFEM Users’ Meeting 2005 im Bundeshaus Bonn
der CADFEM International GmbH
hat er einen Plenarvortrag über „Calculating the World: The
Great Invention of Gottfried Wilhelm Leibniz“ gehalten.
dynamic software & engineering
WIL
LKO
MME
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06. – 07. Juni 2019 | cc neue weimarhalle
16. Weimarer Optimierungs-
und Stochastiktage 2019
Konferenz für CAE-basierte parametrische Optimierung,
stochastische Analyse und Robust Design Optimierung (RDO)
Infos & Anmeldung >> www.dynardo.de
HauptsponsorCADFEM
Weiterbildung – Austausch – Inspiration
CADFEM ANSYS
Simulation Conference
Die CADFEM ANSYS Simulation Conference in Deutschland geht
in diesem Jahr in die 37. Runde! Am 16. und 17. Oktober 2019
treffen sich ANSYS Anwender und Simulationsinteressierte
zum Wissens- und Gedankenaustausch im
Kongress-Palais Kassel. Achtung: In diesem
Jahr wurde das Programm auch auf Wunsch
Bis von Teilnehmern von drei auf zwei Tage
I L 2 0 1 9
30. APR
komprimiert – oder genauer: auf zwei
Tage und ein informatives Get-together
o r te il e am Vorabend des ersten Tages. Hier
cherv
Frühbu ern & haben Sie Gelegenheit, in entspannter
sich ic h en Atmosphäre Ihre Registrierung vorzuneh-
e ein re
Vorträg men, erste Beiträge zu hören und sich ge-
meinsam mit vielen anderen Teilnehmern bei
einem gemütlichen Imbiss auf die beiden prall
gefüllten Konferenztage einzustimmen.
Im deutschsprachigen Raum finden neben der Veranstaltung in
Kassel bereits im Frühjahr die eintägigen Konferenzen in Öster-
reich und in der Schweiz statt.
Get-together
Neues entdecken, Gleichgesinnte am 15. Oktober
treffen, von Anderen lernen – ab 17 Uhr
das ist die Simulation Conference!
Die Digitalisierung verändert den privaten und beruflichen Alltag
grundlegend. Gleichzeitig kann man beobachten, dass der Stel-
lenwert der persönlichen, direkten Kommunikation zunimmt –
nicht quantitativ, aber qualitativ. Deshalb gehört die CADFEM
ANSYS Simulation Conference nicht nur bei vielen ANSYS An- 180+ Fachbeiträge
wendern, sondern bei zahlreichen Konstrukteuren, Entwicklungs-
verantwortlichen, und Forschern, die Simulation mit anderen Tools
durchführen oder schlicht die Welt der „Simulanten“ kennenlernen CADFEM Forum
wollen, zu den Pflichtterminen.
Die „Simulation Conference“ bedeutet einzutauchen in alles, CADFEM Medical Conference
was mit ANSYS, Berechnung und Simulation möglich ist – in
der eignen Branche oder Physikdomäne, aber immer auch mit
dem Blick über den Tellerrand. Neben Vorträgen, Visionen, nütz-
Große Fachausstellung
lichen Tipps für die tägliche Arbeit und Informationen über neue
Produkte und Anwendungen ist der persönliche Kontakt mit
anderen der große Wert dieser Fachveranstaltung.
800+ Teilnehmer
Ob andere Anwender, Anbieter interessanter Zusatztools
oder Mitarbeiter von ANSYS und CADFEM, denen man viel-
leicht bisher nur per Telefon oder E-Mail begegnet ist – lassen
Sie sich im persönlichen Gespräch auf neue Ideen bringen, 37. CADFEM ANSYS
bauen Sie Ihr Netzwerk aus und tauschen Sie Ihre Erfahrungen
mit anderen aus. Und nutzen Sie das einzigartige Informations-
Simulation Conference
angebot zur Simulation, um sich gezielt und nachhaltig weiter- 16. bis 17. Oktober 2019
zubilden.
Kongress-Palais Kassel
www.simulation-conference.com www.simulation-conference.de
16 CADFEM JOURNAL 01 | 2019„Wie immer habt ihr wieder eine sehr
schöne, informative und perfekt
organisierte Konferenz auf die Beine
Bilder: Blateral; shutterstock.com/whiteisthecolor; CADFEM
gestellt. Hervorzuheben ist die gute
Qualität der Vorträge, aus denen ich
viel neues Wissen mitnehmen kann.“
Dr.-Ing. Achim Holzwarth,
Webasto Thermo & Comfort SE, Gilching
14. CADFEM ANSYS 24. Schweizer CADFEM ANSYS
Simulation Conference Austria Simulation Conference
23. Mai 2019 19. Juni 2019
voestalpine Stahlwelt Linz HSR Hochschule für Technik Rapperswil
www.simulation-conference.at www.simulation-conference.ch
CADFEM JOURNAL 01 | 2019 17ANSYS IN DER PRAXIS
Strömungsanalyse und strukturmechanische Composite-Simulationen für den Segelflug
Wie ein Adler durch
die Lüfte gleiten
Mit dem neuen Modell AS 33 bricht das Unternehmen Alexander Schleicher Segelflug-
zeugbau die jahrzehntelange Tradition einen Konstrukteur im Flugzeugnamen zu benennen.
Mit ein Grund dafür ist, dass die Neuentwicklungen nur durch intensive Teamarbeit zu realisieren
sind. Gleichzeitig wurde das interne Know-how in der Entwicklungsabteilung deutlich erhöht,
beispielsweise durch den Einsatz moderner Simulationssoftware von CADFEM.
D
ie Motivation und Faszination der Auf der Grundlage der aerodynamischen nen. Dabei sammelte er viele Simulations-
Mitarbeiter sowie die Identifizie- Simulationsergebnisse entwickelte das erfahrungen hauptsächlich mit der
rung mit ihrem gemeinsam ent- Konstruktionsteam neue Tragflügelprofile, CFD-Software, deren Anwendung ihm
wickelten Produkt ist beim Be- die dann im Windkanal getestet wurden. von Anfang an leicht fiel.
such des Unternehmens in Poppenhausen Dadurch konnten die Eigenschaften mo- Als besondere Herausforderungen
an der Wasserkuppe immer wieder zu spü- derner Laminarprofile abgesichert werden, beim Softwareeinsatz im Unternehmen
ren. „Mir macht es viel Spaß und zugleich zum Beispiel ein sehr geringer Widerstand Alexander Schleicher nennt er die Be-
ist es für mich eine große Herausforderung, kombiniert mit noch höherem Auftrieb im rechnung der laminar-turbulenten Tran-
die Aerodynamik moderner Segelflugzeuge, Kreisflug und angenehmer Handhabung. sition sowie die Erstellung komplexer
basierend auf bewährten Designs, mit ak- Ulrich Simon fokussierte sich schon im Rechengitter mit hoher Grenzschichtauf-
tuellen Berechnungsmethoden neu zu er- Studium auf Aerodynamik und Strömung lösung in ICEM CFD. Aber auch die Va-
finden,“ berichtet Ulrich Simon, der an der und war in der Akademischen Flieger- lidierung des Rechennetzes und der Sol-
Universität Stuttgart Luft- und Raumfahrt- gruppe, kurz Akaflieg, aktiv. Während ver-Settings durch experimentelle Daten
technik mit einem Masterabschluss studiert seiner Masterarbeit lernte er die ANSYS- war eine Herausforderung. Mit Grenz-
hat und sich seit 2017 im AS-Konstrukti- Software zur Strömungsanalyse (CFD – schichtberechnungen, die Aufschluss über
onsteam auf den Einsatz der Simulations- Computational Fluid Dynamics) und laminare und turbulente Strömungsgebie-
software spezialisiert hat. strukturmechanischen Berechnung (FEM te geben, hat sich Ulrich Simon besonders
„Fast dreizehn Jahre nach dem Erstflug – Finite Elemente Methode) intensiv ken- intensiv beschäftigt, da diese entschei-
der überaus erfolgreichen ASG 29 haben dend für das Flugverhalten sind. Früher
wir jetzt deren Weiterentwicklung, die AS wurde dieser Bereich durch eine intensive
33, vorgestellt“, erklärt Joschka Schmeisl, Zusammenarbeit mit Universitäten ab-
der Leiter Konstruktion und Produktion. gedeckt, um noch mehr Wissen über eine
„Dabei konnten wir durch numerische Strö- „Ein Flugzeug von der Idee optimale Auslegung von Segelflugzeugen
mungssimulationen weitere entscheidende
Verbesserungen der Flugleistung erreichen. bis zur Vermarktung zu aufzubauen. Mit dem Einsatz der Simu-
lationssoftware sind die Segelflugspezia-
Bilder: shutterstock.com/Sekar B, Phatthanit; Alexander Schleicher Segelflugzeugbau
Der komplett neu entwickelte Flügel mit
einer Länge von 18 Metern erlaubt mit nur
gestalten, den Prozess zu listen diesbezüglich einen weiteren Schritt
vorangekommen.
zehn Quadratmetern Flügelfläche sehr hohe
Flächenbelastungen und beste Gleitleistun-
koordinieren und am Ende Aber die Simulation funktioniert natür-
lich nicht auf Knopfdruck, sondern muss
gen im hohen Geschwindigkeitsbereich. Zu-
sätzlich wurde der Flügel-Rumpf-Übergang
selbst zu fliegen, ist eine der gut vorbereitet sein. Dazu erklärt Ulrich
Simon: „Mir sind nur wenige Turbulenz-
optimiert. Ebenso konnte eine veränderte
Auslegung der Flügelenden, der sogenann-
schönsten Tätigkeiten, die modelle bekannt, die den Umschlagpunkt
von laminarer zu turbulenter Strömung
ten Winglets, die dort auftretende Wirbel- ich mir vorstellen kann.“ genau und sicher berechnen können, was
bildung minimieren. Auch dabei spielte die für den Segelflugkonstrukteur aber eine
Software von ANSYS zur Strömungsana- Joschka Schmeisl, Leiter Konstruktion und Produktion entscheidende Voraussetzung ist. Wird von
lyse eine entscheidende Rolle.“ bei Alexander Schleicher Segelflugbau einer Umschlagslage ausgegangen, die
18 CADFEM JOURNAL 01 | 2019Bild 1: Nach dem Adler folgt von oben nach unten: Rendering der AS 33, Simula- tion mit hoher Flügelposition, halbhoher und mittlerer Flügelposition am Rumpf. Die mittlere Flügelposition schnitt insgesamt am besten ab und wurde deshalb gewählt. CADFEM JOURNAL 01 | 2019 19
ANSYS IN DER PRAXIS
nicht der Realität entspricht, werden auch
das Widerstandsverhalten und damit die
Für das gesamte AS- rundungsradius der Anbringung und der
Flügelschnitt im Detail auf Basis der Be-
Flugeigenschaften falsch eingeschätzt. Das
kann sehr gravierende Folgen haben.
Entwicklungsteam ist der rechnungen noch optimiert. Denn viele
Kleinigkeiten tragen zum positiven Ge-
Ziel ist es, den Widerstand möglichst
gering zu halten, um die erreichte Höhe
Segelflugzeugbau eine samtergebnis bei. Außerdem wird im Strö-
mungsbereich auch sehr viel experimentell
und folglich die Energie, die durch eine spannende und erfüllende untersucht, zum Beispiel im Windkanal,
Thermik erstiegen wurde, möglichst lange unter anderem um das Simulationsmodell
nutzen zu können. Die Energie und Höhe Aufgabe. Die Verknüpfung von immer wieder zu kalibrieren.
muss bis zum nächsten Aufwind reichen
oder bei einer Meisterschaft zu einer hö- handwerklichem Können und CFD-Berechnungen
heren Geschwindigkeit als bei den anderen bringen uns Sicherheit
Teilnehmern führen. High-Tech ist dabei einzigartig
„Im Gegensatz zu Neuentwicklungen an-
Wann und wo entstehen und macht den besonderen derer Segelflugzeughersteller kamen wir
lokale Ablösungen? Reiz aus. Sie können immer
als Entwicklungsteam übereinstimmend zu
dem Ergebnis, dass eine hohe Anbindung
„Zwar lässt sich bei der Optimierung der der Flügel am Rumpf aus Gründen des
aerodynamischen Gestalt der Flügel mit wieder an die Grenzen des Widerstands nicht zwingend notwendig ist,
CFD-Berechnungen noch etwas heraus
kitzeln“, erläutert Ulrich Simon „aber Machbaren gehen oder diese und wir deshalb bei einer Anbindung im
mittleren Bereich geblieben sind und diese
beim Rumpf beziehungsweise der Inter-
aktion zwischen Rumpf und Flügel ist
sogar verschieben, um neue optimiert haben“, berichtet Ulrich Simon.
„Die Auswahl einer Variante in der mittle-
meist mehr Optimierungspotenzial vor-
handen. Gleiches gilt für das Verhalten des
Produkte auf höchstem Niveau ren Position ist für die AS 33 am sinnvolls-
ten, da sie vor allem im Schnellflug am
Leitwerkes und die Effizienz der Winglets
an den Flügelenden.“ Folglich konzent-
zu entwickeln. wenigsten Widerstand bietet. Auch bei
langsameren Geschwindigkeiten haben wir
rierte er sich zunächst auf die Auslegung V.l.n.r.: Joschka Schmeisl, Paul Anklam, Andreas Storch, die Ablösungen in den Griff bekommen,
des Übergansbereiches zwischen Flügel Ulrich Simon, Tobias Mörsel und Manfred Münch. nachdem wir die Flügel und die Rumpf-
Bilder: shutterstock.com/Eric Isselee; Alexander Schleicher Segelflugzeugbau
und Rumpf und suchte nach der besten anbindung entsprechend den Simulations-
Position für die Anbringung der Flügel am ergebnissen ausgelegt haben (Bild 1).
Rumpf. Durch eine Positionierung im obe- werden, um Unterschiede zu erkennen und Dazu ergänzt Joschka Schmeisl: „Diese
ren Bereich lassen sich lokale Ablösungen dann die beste Lösung zu wählen. Erfahrungen und die Sicherheiten, die wir
eher vermeiden. Dagegen ist weiter unten Während des Vorentwurfs wurden sechs durch die CFD-Berechnungen erhalten
die Verschneidungsfläche kleiner und Varianten für unterschiedliche Flugzustän- haben, sind für uns von großem Nutzen.
durch die kleinere Oberfläche verringert de und verschiedene Anströmbedingungen Sie bestätigen in vielen Fällen unsere tra-
sich der Widerstand. Dieses Verhalten lässt intensiv analysiert, um unter anderem fol- ditionellen Erfahrungen und zeigen uns
sich mit der CFD-Software sehr gut unter- gende Fragen zu klären: Wie sieht die Um- zusätzliches Optimierungspotential auf.
suchen. Die Übergangsgeometrie kann strömung aus? Wann und wo entstehen Dadurch können wir uns als einer der we-
immer wieder variiert und neu berechnet Ablösungen? Zusätzlich wurden der Ver- nigen Hersteller, die alles aus einer Hand
20 CADFEM JOURNAL 01 | 2019Sie können auch lesen
