High-Performance-Rechner in der Entwicklung des BMW M4 DTM: die computergestützte Strömungssimulation im Detail.

By   /  March 31, 2017  /  Comments Off on High-Performance-Rechner in der Entwicklung des BMW M4 DTM: die computergestützte Strömungssimulation im Detail.

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MIL OSI – Source: BMW Group –

Headline: High-Performance-Rechner in der Entwicklung des BMW M4 DTM: die computergestützte Strömungssimulation im Detail.

München. Wenn die sechs neuen BMW M4 DTM beim Saisonauftakt der DTM
am 6. Mai 2017 in der Startaufstellung stehen, markiert dies den
vorläufigen Endpunkt einer langen und intensiven Entwicklung. Ein
wesentlicher Teil davon hat mit Hilfe von Simulationen am Computer
stattgefunden. Die computerunterstützte Berechnung der
Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics – CFD) ist nicht mehr
aus der Fahrzeugentwicklung wegzudenken.
Wenn ein neuer Rennwagen entsteht, kann jedes noch so kleine Detail
am Ende den entscheidenden Vorteil im Kampf um Sekundenbruchteile auf
der Strecke bringen. Kein Wunder also, dass die Ingenieure von BMW
Motorsport nichts dem Zufall überlassen. Genau deshalb sind
CFD-Strömungsberechnungen von besondere Bedeutung. Die fortschreitende
Digitalisierung hat das Design von Rennfahrzeugen nachhaltig
verändert. Bereits am Computer können die Ingenieure die
vielversprechendsten Lösungen für bestimmte Bauteile identifizieren.
Am Computer spielen die Aerodynamik-Experten die Auswirkungen von
Veränderungen an den einzelnen Anbauteilen des jeweiligen Fahrzeugs
durch – noch bevor die einzelne Komponente überhaupt gebaut wird.
Dafür wird das Modell in ein Netz aus 500 Millionen dreidimensionaler
Zellen zerlegt, durch die in der Berechnung virtuell Luft
hindurchströmt. Jede dieser Zellen lässt sich auch einzeln betrachten.
Für die Kalkulation eines halben Fahrzeugs kommen bis zu 600 Rechner
zum Einsatz, die damit je nach Art der Simulation nahezu einen vollen
Tag beschäftigt sind. Ein halbes Auto deshalb, weil sich der Luftstrom
beim Geradeausfahren auf der anderen Seite des Fahrzeugs genauso verhält.
Um die errechneten Werte interpretieren zu können, kommen bei BMW
Motorsport erfahrene Aerodynamiker zum Einsatz. Bei aller Qualität der
CFD-Simulation ist die fachliche Expertise der Aero-Experten noch
immer ein entscheidender Faktor, um die richtigen Schlüsse aus den
Ergebnissen zu ziehen. Erst nach der genauen Analyse von
Druckverteilung, Strömungslinien und vielen weiteren Details kann der
Aerodynamiker eine genaue Empfehlung abgeben, welche Veränderungen an
den Komponenten vorgenommen werden sollen. Hat sich das Teil
schließlich in der Simulation bewährt, werden Variationen davon am
60-Prozent-Modell im Windkanal weiteren Tests unterzogen. Die
computergestützte Strömungssimulation steht damit nicht in Konkurrenz
zur Arbeit im Windkanal, sondern ergänzt sie.
Die rechnerische Vorleistung übernimmt eine ganze Armada von
High-Performance-Computern. BMW Motorsport greift dabei auf die BMW
eigene Cloud zurück und kann damit die Anzahl der verwendeten Rechner
dynamisch und im Verbund mit den anderen Nutzern innerhalb der BMW
Group bestmöglich auslasten. Dank dieser hohen Bandbreite an
Rechen-Power ist es möglich, auch mehrere Kalkulationen gleichzeitig
durchzuführen. Das Ergebnis: noch mehr Effizienz und noch mehr
Präzision bei der Entwicklung von BMW Motorsport Rennfahrzeugen wie
dem BMW M4 DTM der Generation 2017.

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