AVL FIRE™ M ist eine 3D-Simulationssoftware für Computational Fluid Dynamics (CFD), die entwickelt wurde, um komplexe, strömungsgetriebene Systeme angesichts zunehmenden Zeit- und Kostendrucks digital zu entwickeln. Da die Produktkomplexität in allen Branchen, einschließlich Antriebsstrang- und Energieanwendungen, stetig zunimmt, benötigen Simulationsingenieure validierte CFD-Werkzeuge, die Entscheidungen bereits zu Beginn des Entwicklungsprozesses absichern.
Um diese Herausforderungen zu meistern, stellt FIRE M einen umfassenden Satz gut dokumentierter und validierter physikalischer sowie numerischer Modelle bereit, die ein- und mehrphasige Fluidströmungen, Wärmeübertragung und reaktive Prozesse abdecken. Alle Modelle wurden und werden regelmäßig mit experimentellen Daten verglichen, wodurch die Unsicherheit bei der Anwendung von Simulationen in der Produktionsentwicklung deutlich reduziert wird.
GUI-gesteuerte Workflows beschleunigen den Modellaufbau, die Ergebnisanalyse und das Erstellen von Berichten. Offene Schnittstellen ermöglichen das Einbinden nutzereigener Modelle und Algorithmen und bieten so maximale Flexibilität. Gemeinsam mit AVL CRUISE™ M und AVL EXCITE™ M, integriert im AVL Simulation Desktop (SDT), nutzt FIRE M dessen Möglichkeiten zur Modellparametrisierung, zur Durchführung von Design of Experiments (DOEs) und Optimierungsaufgaben sowie den Zugriff auf Materialdatenbanken, offene APIs und KI-unterstützte Interaktionen.
FIRE M liefert messbare Effizienzgewinne in allen Phasen eines CFD-Simulationsworkflows – vom initialen Modellaufbau über die Ergebnisanalyse bis hin zur Erstellung von Berichten.
- Eine intuitive grafische Benutzeroberfläche verkürzt die Einarbeitungszeit und unterstützt Simulationsingenieure aller Erfahrungsstufen bei der täglichen Nutzung.
- Geführte Workflows und anwendungsspezifische Vorlagen ermöglichen eine robuste und wiederholbare Durchführung komplexer CFD-Simulationen mit reduziertem manuellem Aufwand.
- Eine umfangreiche Datenbank für Materialeigenschaften stellt Informationen zu Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen bereit.
- Eine umfassende physikalische und numerische Modellbibliothek unterstützt skalierbare Simulationen – von frühen Konzeptstudien bis zu hochauflösenden Analysen.
- Leistungsstarke, MPI-parallelisierte numerische Löser verkürzen die Berechnungszeit und optimieren den Speicherverbrauch.
- GPU-Beschleunigung für ausgewählte Anwendungen bietet zusätzliche Leistung bei anspruchsvollen Simulationsaufgaben.
Mit FIRE M werden hochpräzise CFD-Simulationen in Branchen durchgeführt, in denen Fluidströmung, Wärmeübergang und chemische Reaktionen ingenieurtechnisch entscheidende Konstruktionsfaktoren darstellen.
Die validierte physikalische Modellbibliothek, skalierbare Durchlaufzeiten und anwendungsspezifische Arbeitsabläufe ermöglichen ein breites Spektrum an Anwendungen in verschiedenen Bereichen, darunter die Automobilindustrie, die Luft- und Raumfahrt, der Energiesektor sowie die Schifffahrtsindustrie.
FIRE M befähigt Ingenieure aus allen Branchen, komplexe Strömungsprobleme virtuell zu lösen. Dadurch wird die Abhängigkeit von Tests an realen und verfügbaren Prototypen verringert, und Konstruktionsentscheidungen können früher, jedoch mit hoher Sicherheit getroffen werden.
Die Software wird in den Bereichen Automobil, Luftfahrt, Industrie und Energie, Schifffahrt, Schienenverkehr sowie Sicherheit und Verteidigung eingesetzt.
AVL FIRE M deckt ein breites Spektrum ingenieurtechnischer Anwendungen ab, bei denen hochpräzise CFD-Simulationen von Strömungen, Wärmeübergang und reaktiven Prozessen notwendig sind.
Batterie
Die CFD-Simulation von Batteriesystemen umfasst Elektrochemie, Wärmeerzeugung und -leitung auf Zell-, Modul- und Packniveau, Kühlmittelfluss, Bauteiltemperatur, Thermal Runaway und Fehlerausbreitung von Zelle zu Zelle.
E-Motor
Die CFD-Simulation von Elektromotoren umfasst die Bestimmung elektromagnetischer Kräfte und Drehmomente sowie die Berechnung elektrischer und magnetischer Verluste, in Kombination mit der Analyse des Kühlkreislaufs und dem thermischen Management aller Motorkomponenten.
Elektrolyseur
Die CFD-Simulation von Elektrolyseuren umfasst die Fluidströmungen, den Wärme- und Massentransport sowie die elektrochemischen Reaktionen in Strömungskanälen, porösen Schichten und Membranelektroden-Baugruppen.
Brennstoffzelle
Die CFD-Simulation von Brennstoffzellen berücksichtigt gekoppelte Flüssigkeitsströmungen, Wärme- und Massentransport, elektrochemische Reaktionen sowie Degradationsprozesse und das Wassermanagement in Strömungskanälen, Gasdiffusionsschichten und Membranelektrodenbaugruppen.
Verbrennungsmotor
Die CFD-Simulation von Verbrennungsmotoren umfasst den Weg der Frischluft, einschließlich Turbo, Kompressor und Kurbelgehäusebelüftung, die Kraftstoffzufuhr beziehungsweise Kraftstoffeinspritzung, die Bildung der Luft-Kraftstoff-Mischung, die Kraftstofffilmbildung im Einlasssystem oder in der Brennkammer, die Verbrennung, die Schadstoffbildung, die Abgasnachbehandlung sowie die thermische Analyse der Motorstrukturelemente.
Fahrzeug
Die CFD-Simulation von Fahrzeugen umfasst verschiedene Bereiche: die externe Aerodynamik sowie die Analyse von Luftwiderstand, Auftrieb, Kräften und Momenten. Außerdem werden die Fluidströmungen in den Komponenten des Heizungs-, Belüftungs- und Klimakreislaufs untersucht, ebenso wie die Strömung im Fahrgastraum. Darüber hinaus beinhaltet sie die Analyse des Passagierkomforts, des Kühlsystems und des Wärmemanagements von Fahrzeugkomponenten.
FIRE M bietet eine vollständige CFD-Simulationsumgebung, die den gesamten Arbeitsablauf abdeckt: vom Import, der Reparatur und Bearbeitung von CAD-Daten über den Modellaufbau, die Simulation und Ergebnisanalyse bis hin zur automatisierten Erstellung von Berichten. Die umfangreiche physikalische Modellbibliothek unterstützt ein breites Anwendungsspektrum. Zudem ermöglichen eine Schnittstelle für nutzerdefinierte Modelle sowie die API des AVL Simulation Desktop (SDT) die Anpassung der Software an spezifische Anforderungen. FIRE M wird besonders für die Genauigkeit und die umfassende Validierung physikalischer Modelle geschätzt.
CAD Import, Repair, and Manipulation – SHAPE
FIRE M enthält SHAPE, eine spezielle Komponente zum Importieren, Reparieren und Bearbeiten von Geometriedaten. SHAPE kann alle gängigen nativen und standardisierten CAD-Austauschformate lesen. Es bietet Funktionen zur Bearbeitung importierter Geometrien, zum Beispiel zum Entfernen von Teilen, Schließen von Lücken und Anpassen von Abmessungen. So lassen sich Geometrien problemlos für die Modellgenerierung vorbereiten, ohne dass eine externe CAD-Software erforderlich ist.
Computational Grid Generation – FAME
FIRE M beinhaltet FAME, ein Set von Werkzeugen zur numerischen Diskretisierung des Simulationsgebiets. Automatisierte Netzgeneratoren erzeugen Gitter, die überwiegend aus Polyedern, Hexaedern oder Tetraedern bestehen und native Gitterrandschichten enthalten. Zusätzlich wird ein interaktiver, blockstrukturierter Gittergenerator angeboten, der Nutzern vollständige Kontrolle über die Gittertopologie ermöglicht.
CFD-Solver – Chemie, Physik, Parallelisierung und Skalierbarkeit
FIRE M deckt ein breites physikalisches Spektrum ab. Dazu gehören stationäre und transiente Strömungen, kompressible und inkompressible Fluide sowie laminarer und turbulenter Fluss. Darüber hinaus werden subsonische, transsonische und Überschallströmungen, reaktive und nichtreaktive Strömungen, Wärmeübertragung, Stofftransport, Elektrochemie, Elektromagnetik sowie Ein- und Mehrphasenströmungen berücksichtigt. Eine durchgängige MPI-Parallelisierung und GPU-Unterstützung sorgen für möglichst kurze Simulationszeiten. Gleichzeitig ermöglicht die Modellparametrierung eine einfache Integration in Fallstudien und Optimierungsschleifen.
CFD-Ergebnisvisualisierung, -analyse und Berichterstellung – IMPRESS M
FIRE M enthält IMPRESS M, einen spezialisierten Postprozessor zur Visualisierung und Analyse von Berechnungsergebnissen aus CFD-, Multi-Body-Dynamics- (MBD-) und Systemsimulationen sowie zur Erstellung von Berichten. Die Software ermöglicht die Darstellung der Ergebnisse in verschiedenen Diagrammtypen, in benutzerdefinierten 2D- und 3D-Schnitten, als Punktwolken, als Stromlinien und in weiteren Darstellungsformen. So wird eine präzise und detaillierte Interpretation der Berechnungsergebnisse gewährleistet. Zudem unterstützt IMPRESS M den Vergleich mehrerer Berechnungsfälle, den Export von Bildern und Animationen sowie das automatisierte Erstellen vorlagenbasierter Berichte im PDF- oder PPTX-Format.
Generative KI und LLM-Interaktion für AVL-Simulationssoftware – ChatSDT
Die Integration von FIRE M in den AVL Simulation Desktop ermöglicht zugleich den Zugang zu ChatSDT, der generativen KI-Schnittstelle von AVL für die Interaktion mit unserer Software. Über diesen Kanal können Nutzer allgemeines sowie domänenspezifisches Wissen in natürlicher Sprache abfragen, Anleitungen zum Modellaufbau erhalten und Skripte für die Erstellung, Ausführung und Analyse von Simulationen erstellen. ChatSDT trägt somit dazu bei, die Lernphase im Umgang mit FIRE M sowie den Aufwand für Modellerstellung, Simulation und Nachbearbeitung deutlich zu reduzieren. Da ChatSDT bei seinen Empfehlungen auf einen umfangreichen Erfahrungsschatz zurückgreift, unterstützen die Antworten dabei, dass die erstellten Modelle den jeweiligen Anforderungen gut entsprechen und zugleich robust sowie effizient sind. ChatSDT ist sowohl für Simulationsneulinge als auch für erfahrene Anwender eine wertvolle Hilfe.
On-Demand-Cloud-HPC-Ressourcen für CFD-Simulation – AVL SIMcloud™
SIMcloud ist eine bedarfsgerechte Simulationsumgebung für rechenintensive Aufgaben. Sie bietet leistungsstarke Computer mit vorinstallierter Software, skalierbare HPC-Cluster sowie Cloud-Speicher für die Datenübertragung und das Teilen von Daten. Nutzungsbasierte Lizenzierungen, weltweite Verfügbarkeit, integrierte Kollaborationswerkzeuge sowie automatisierte Software- und Hardware-Updates ersparen den sonst erforderlichen Aufwand für die Wartung einer lokalen Infrastruktur.
Um CO₂-Neutralität zu erreichen, müssen wir die Art und Weise, wie Energie erzeugt, gespeichert und genutzt wird, grundlegend verändern.
Bremssysteme stehen vor neuen technischen Herausforderungen. Mit der Einführung der EU-Vorschriften zu Bremsemissionen außerhalb des Abgasbereichs, der zunehmenden Komplexität moderner Antriebsstränge und den steigenden Erwartungen an Komfort und sanftes Bremsen reichen traditionelle, testintensive Entwicklungsansätze nicht mehr aus.
Da PEM-Brennstoffzellen im Schwerlastverkehr und in der Luftfahrt immer mehr an Bedeutung gewinnen, stehen die Entwicklungsteams unter wachsendem Druck, Systeme zu entwickeln, die die ehrgeizigen Ziele in Bezug auf Leistung, Haltbarkeit und Effizienz erfüllen.
Nehmen Sie an der zweiten SIMpulse-Veranstaltung zum Thema Verbrennungsmotor teil und erleben Sie spannende Vorträge und Diskussionen über die Zukunft des Verbrennungsmotors und wie die Simulation dazu beitragen kann, sie zu gestalten.
Elektrolyseure – das Herzstück der grünen Wasserstoffproduktion – stehen derzeit im Mittelpunkt intensiver Forschungs- und Innovationsaktivitäten mit dem Ziel, die Effizienz zu steigern, den Leistungsverlust infolge von Degradation zu minimieren, den Entwicklungsaufwand zu verringern sowie die Markteinführung zu beschleunigen.
Auf vielen Märkten haben batteriebetriebene Elektrofahrzeuge noch nicht die gleiche Akzeptanz erreicht wie Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. Um sie wettbewerbsfähiger zu machen, müssen die Kosten von E-Fahrzeugen gesenkt und das Vertrauen in ihre Sicherheit gestärkt werden.
Das neue Zeitalter der Elektromobilität und des autonomen Fahrens verändert die Landschaft des Fahrzeugdesigns. Neue Anforderungen rücken in den Fokus.
SIMpulse steht für innovative Einblicke in die sich ständig weiterentwickelnde Landschaft der Simulationstechnologie. In dieser Veranstaltungsreihe beleuchten unsere Experten diverse Anwendungsbereiche von Simulation, angefangen beim Automobildesign bis hin zum Energiesektor und darüber hinaus.
In der dritten Ausgabe dieser Serie befassen wir uns mit einem der wichtigsten Technologietreiber für die Automobilindustrie - der Batterietechnologie. Unsere Experten stellen Lösungen vor, die die Grenzen des herkömmlichen Batteriedesigns sprengen.
Der Schwerpunkt dieses Teils unserer Veranstaltungsreihe liegt auf dem vielversprechenden Potenzial alternativer Kraftstoffe für Verbrennungsmotoren. Dieser kann Mobilität in schwer zu elektrifizierenden Sektoren ermöglichen und gleichzeitig die Treibhausgas- und Schadstoffemissionen deutlich reduzieren.
SIMpulse steht für innovative Einblicke in die sich ständig weiterentwickelnde Landschaft der Simulationstechnologie. In dieser Veranstaltungsreihe beleuchten unsere Experten diverse Anwendungsbereiche von Simulation, angefangen beim Automobildesign bis hin zum Energiesektor und darüber hinaus.