Computer-Aided Engineering (CAE) und Computational Fluid Dynamics (CFD) als Erfolgsfaktoren

von Bernd Rubel
27. Juli 2018

Hunderte von Runden drehen, wie es beispielsweise Formel-1-Teams auf bestimmten Rennstrecken dürfen, war für Volkswagen bei der Entwicklung des I.D. R Pikes Peak nicht möglich. Bevor Pilot Romain Dumas in neuer Rekordzeit auf den 4.302 Meter hohen Gipfel fuhr, konnte er die Originalstrecke mit dem ersten rein elektrisch angetriebenen Rennwagen von Volkswagen nicht einmal komplett absolvieren.

Besonders in der Anfangsphase der Entwicklung des I.D. R Pikes Peak haben die Ingenieure und Entwickler von Volkswagen deshalb stark auf Simulationen im Computer gesetzt. Strukturell stark belastete Komponenten wie Fahrwerk, Monocoque, hinterer Hilfsrahmen und Heckflügel, durch Simulationsprogramme berechnet. Das Ziel des sogenannten Computer-Aided Engineering (CAE) war stets dasselbe: Ein Bauteil sollte so leicht wie möglich sein, dabei aber die im Rennen auftretenden Belastungen problemlos bewältigen. Entsprechende Simulationen wurden mit der sogenannten Finite-Elemente-Methode (FEM) durchgeführt, bei der die äußerst komplexe Struktur der Komponenten des Rennfahrzeugs im Computer in eine Vielzahl kleiner Bestandteile mit berechenbarem Verhalten – die finiten Elemente – aufgeteilt wird.

Bei der Entwicklung der Aerodynamik des I.D. R Pikes Peak kam eine weitere rechnerbasierte Technologie zum Einsatz, die sogenannte Computational Fluid Dynamics (CFD, ein Teil des Computer-Aided Engineering), zu Deutsch numerische Strömungsmechanik. Dabei berechnete das Computerprogramm, wie sich selbst kleinste Veränderungen an der Karosserie und den Spoilern auf den Widerstandsbeiwert, den Abtrieb oder auch die Anströmung von Kühlern auswirken.

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