Hannover Messe 2016 Fraunhofer-Forscher entwickeln interaktive Strömungssimulation in Echtzeit

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Ob beim Städtebau oder in der Automobilindustrie – virtuelle Windkanäle helfen dabei, Kosten zu sparen und Entwicklungen zu beschleunigen. Strömungssimulationen zu berechnen benötigt jedoch Geduld. Fraunhofer-Forscher haben auf der Hannover Messe gezeigt, dass dies auch interaktiv möglich ist.

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Auf der Hannover Messe stellten Fraunhofer-Forscher den Demonstrator Tangible Simulation vor.
Auf der Hannover Messe stellten Fraunhofer-Forscher den Demonstrator Tangible Simulation vor.
(Bild: Fraunhofer IGD)

Bei Gebäuden, Flugzeugen und Autos ist es wichtig zu wissen welchen Luftwiderstand sie haben oder wie sich Luftströmungen beim Auftreffen auf sie verhalten. Im Entwurfsprozess wird das 3D-Modell deshalb bereits einer entsprechenden Simulation unterzogen. Diese ist jedoch meist sehr berechnungsintensiv und benötigt mehrere Stunden bis zu Tagen ehe den Ingenieuren das Ergebnis zur Analyse vorliegt. Dies unterbricht den Gestaltungsprozess und verlängert damit die Entwicklungszeit.

Simulation in Bruchteilen von Sekunden

Am Fraunhofer IGD arbeitet man seit mehreren Jahren daran Strömungssimulationen mithilfe von Prozessoren moderner Grafikkarten so zu beschleunigen, dass der Ingenieur oder Designer seinen Entwurf direkt überprüfen kann. „Unser Demonstrator zeigt, was möglich wird, wenn die Berechnungen einzelner Simulationsschritte in Bruchteilen von Sekunden durchgeführt werden können“, erklärt Professor André Stork vom Fraunhofer IGD. „Der Benutzer kann direkt die Simulation betrachten während diese berechnet wird und gleichzeitig mit dem System interagieren.“ Im Demonstrator „Tangible Simulation“ wird die Windströmung für mehrere, reale Objekte in Form von Geschwindigkeits- und Druckfeldern berechnet. Eine Kamera erfasst dabei die realen Objekte, um deren Position und Geschwindigkeiten zu bestimmen.

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Bessere Ergebnisse im Designprozess

Diese Parameter dienen als Eingabe für die Simulation, in der ein Benutzer damit die Auswirkungen von Positionsänderungen der Objekte auf das Strömungsfeld interaktiv untersuchen kann. „Die berechnete Strömung ist hierbei nicht ganz so physikalisch genau wie bei langwierigeren Verfahren“, erklärt Stork. „Sie kann jedoch mehr als ausreichend sein, um im Designprozess zu besseren Ergebnissen zu kommen und damit die Entwicklung deutlich zu beschleunigen. (mz)

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