Methodik zur Berücksichtigung des Wälzlagereinflusses in CFD-Ölströmungssimulationen von Getrieben mittels Wälzlager-Ersatzmodellen
Forschungsthema
| Kurztitel | Wälzlager-Ersatzmodelle zur CFD-Simulation |
| Projektbeginn | Q2/2024 |
| Förderung | FVA-Nr. 1029/I, IGF-Nr. 01IF23143N Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz, BMWK |
| Projektpartner | IMSE, RWTH Aachen |
| Kontakt | Dr.-Ing. T. Lohner |
Projektbeschreibung
Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer Methodik zur effizienten Berücksichtigung des rückwirkungsbehafteten Einflusses von Wälzlagern auf die Getriebeölströmung mittels Wälzlager-Ersatzmodellen. Nach dem heutigen Stand der Technik und Forschung kann der Einfluss von Wälzlagern auf die Getriebeölströmung aufgrund der Notwendigkeit einer feinen Diskretisierung in CFD-Simulationen bisher nicht bei vertretbaren Rechenzeiten berücksichtigt werden.
Ergebnis des Forschungsvorhabens ist eine Methode zur Erstellung von Wälzlager-Ersatzmodellen sowie eine Methode zu deren Einbindung in CFD-Getriebesimulationen. Dies verbessert die Ergebnisgüte der CFD-Getriebesimulation, da der Einfluss von Wälzlagern auf die Getriebeölströmung recheneffizient berücksichtigt werden kann. Der Lösungsweg umfasst die Beschreibung von Strömungsgrößen an Wälzlagern unter Berücksichtigung von verschiedenen Lagerparametern. Es wird der rückwirkungsbehaftete Wälzlagereinfluss auf die Getriebeölströmung experimentell untersucht. Auf Basis der Daten werden Wälzlager-Ersatzmodelle verschiedener Abstraktionsgrade erstellt.
Es erfolgt die Einbindung der Wälzlager-Ersatzmodelle in die CFD-Getriebesimulation anhand eines universtellen Austauschformats. Hierbei steht die SPH im Fokus. Die Wälzlager-Ersatzmodelle werden in der CFD-Getriebesimulation genutzt und mit experimentellen Daten validiert. Es erfolgt die exemplarische CFD-Simulation von Praxisgetrieben.
Nutzen für KMU sind eine Zeit- und Kostenreduktion bei der Entwicklung innovativer Antriebssysteme, die durch Einsparung von Prüfstandsversuchen erreicht wird. Durch ein umfassenderes Systemverständnis wird die Entwicklung eines effizienten Schmierstoffhaushalts unterstützt, sowie durch Ressourcenreduktion die Nachhaltigkeit erhöht. Die Einstiegshürde in neue Marktsegmente wird gesenkt und die Wettbewerbsfähigkeit von KMU gesteigert.
Literatur
[Mor20] B. Morhard, D. Schweigert, M. Mileti, M. Sedlmair, T. Lohner, K. Stahl, Efficient lubrication of a high-speed electromechanical powertrain with holistic thermal management, Forsch Ingenieurwes 85 (2021) 443–456. doi.org/10.1007/s10010-020-00423-0.