Introductie

Bij Femto Engineering maken we innovatie mogelijk; met de TU Delft dichtbij, zijn we op de perfecte plek om samen te werken aan baanbrekende onderzoeksprojecten. De afgelopen vijf jaar heeft Femto ervaring opgedaan met Smooth Particle Hydrodynamics (SPH). SPH is een numerieke methode die gebruik maakt van deeltjes in plaats van elementen om het gedrag van materialen te modelleren. Terwijl FEM gebruik maakt van een vaste elementenstructuur, zijn SPH-deeltjes zwevende entiteiten.

Benadering

Bij wijze van experiment heeft Femto een simulatie gemaakt van een volledig gekoppelde oplossing van FEM en SPH om een aquaplaning-simulatie te maken. Voor dit model werd een regenplas gesimuleerd door SPH. De eigenschappen van water werden toegekend aan elk van de deeltjes, waardoor een materiaal ontstond dat spoot en vloeide als water.

Tijdens de simulatie rijdt een wiel van een vrachtwagen door een digitale maar realistische plas. Om ervoor te zorgen dat de hoeveelheid lucht in de opblaasbare binnenband gelijk blijft, worden het volume en de druk van dit onderdeel voortdurend berekend en aangepast.De combinatie van bewegende eindige elementen en gladde deeltjes in deze simulatie is een uitdaging. Elementen moeten deeltjes herkennen en vice versa om te voorkomen dat ze door elkaar heen bewegen. Hoe kleiner de afstand tussen een partikel en een element, hoe groter de kracht die hen uit elkaar duwt.

In de video hieronder rolt het wiel eerst door het zwembad zoals het hoort, maar verliest dan het contact met de ondergrond en begint achteruit te draaien. Wat is er gebeurd? De ruimte onder het wiel is overbevolkt geraakt doordat de rollende beweging deeltjes heeft meegesleurd. Deze deeltjes genereren een aanzienlijke opwaartse kracht waardoor het wiel het contact met de weg verliest.

Conclusie

Simulaties met SPH hebben een groot potentieel in de automobielindustrie. Het fysiek testen van banden met variërende belastingsgevallen, ondergronden en profielen kan worden verkort door eerst computersimulaties te gebruiken, wat resulteert in lagere kosten en een kortere time-to-market. Geïnteresseerd in wat Femto Engineering voor u kan betekenen? Neem contact met ons op!

Neem contact met ons op!