05. Juni 2024
Jacqueline De Cicco
05. Juni 2024

Integrierte FEM- & CFD-Simulationslösungen: Effizienzsteigerung in der Produktentwicklung

Integrierte FEM- & CFD-Simulationslösungen: Effizienzsteigerung in der Produktentwicklung
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In der modernen Produktentwicklung sind präzise Simulationen von entscheidender Bedeutung, um innovative und leistungsfähige Produkte zu realisieren. Mit Simcenter FLOEFD und Simcenter Flomaster bietet Siemens Digital Industries Software umfassende Werkzeuge für die Computational Fluid Dynamics (CFD) an. Solid Edge Simulation ist eine leistungsstarke Lösung für die Finite-Elemente-Methode (FEM). Diese Technologien ermöglichen es Ingenieuren und Designern, komplexe physikalische Phänomene zu modellieren, zu analysieren und zu optimieren.

In diesem Artikel:

Simulationen in der Produktentwicklung sind mit verschiedenen Herausforderungen verbunden, allen voran die Komplexität der Modelle. Eine weitere Hürde ist die fehlende nahtlose Integration der Simulationssoftware in die CAD-Umgebung. Der Export und Import von Simulationsdaten zwischen verschiedenen Systemen kann zeitaufwendig und fehleranfällig sein, wodurch die Effizienz des Entwicklungsprozesses beeinträchtigt wird. Ähnlich verhält es sich, wenn Simulationen ausschließlich durch externe Dienstleister durchgeführt werden. Dies stellt einen Bruch im Prozess dar, der die Flexibilität mindert, zumeist mit Nacharbeitsbedarf verbunden ist und somit die gesamte Produktentwicklung aufhält. Auch der Zeitaufwand bei Änderungen am Modell kann eine Herausforderung darstellen. So sind die Entwicklungsarbeiten häufig bereits fortgeschritten, bevor die Simulationsergebnisse vorliegen. Dies führt dazu, dass das analysierte Modell oft veraltet ist, wenn die Ergebnisse in den Entwicklungsprozess einfließen.  

Frühzeitige Einbindung von Simulationen

Um den Entwicklungsprozess effektiv zu optimieren, sollten Simulationslösungen demnach direkt in die CAD-Umgebung eingebunden werden. Nur so können erste grundlegende Simulationsergebnisse frühzeitig berücksichtigt sowie Designfehler unmittelbar identifiziert und korrigiert werden. Dabei sollte die Software skalierbar, benutzerfreundlich und intuitiv bedienbar sein, um eine breite Akzeptanz im Team zu gewährleisten.  

Solid Edge Simulation – Die Siemens FEM-Simulationslösung

Solid Edge Simulation bietet leistungsstarke FEM-Tools für die mechanische Analyse und ist in drei Ausbaustufen erhältlich. Mit Solid Edge Premium lassen sich neben der Simulationsvorbereitung, Vernetzung und Auswertung auch linear statische Analysen, einfache Bewegungsanalysen und Modelloptimierungen („Was-wäre-wenn“-Analysen) realisieren.

Im Vergleich zur Solid Edge Premium-Lizenz umfasst die Solid Edge Simulation Standard zusätzlich die Modalanalyse und lineares Knicken/Beulen. In der Advanced, der größten Ausbaustufe, werden darüber hinaus der stationäre und transiente Wärmeaustausch und die Frequenzganganalyse berücksichtigt. Die Integration dieser Simulationswerkzeuge in die CAD-Umgebung sorgt für eine nahtlose Benutzererfahrung und ermöglicht es, Simulationen direkt auf bestehenden CAD-Modellen durchzuführen.

Simcenter FLOEFD und Simcenter Flomaster – Die Siemens CFD-Simulationslösungen

Simcenter FLOEFD ist eine eingebettete CFD-Lösung für die Simulation von Strömungen und Wärmeübertragungen. Ein wesentlicher Vorteil ist die nahtlose Integration in die Solid Edge-Umgebung, wodurch der Export und Import von Daten entfällt. Die automatisierte Netzgenerierung durch intelligente Algorithmen erleichtert präzise Simulationen auch ohne tiefgehende CFD-Kenntnisse. Dank optimierter Rechenalgorithmen liefert FLOEFD schnelle Simulationsergebnisse, was die Iterationsgeschwindigkeit im Entwicklungsprozess erheblich erhöht.

Eine spezialisierte Lösung für die Systemsimulation von Flüssigkeits- und Gasströmungen in Rohrleitungssystemen bietet Simcenter Flomaster. Mithilfe der Software können komplexe Rohrleitungssysteme und deren dynamisches Verhalten analysiert und optimiert werden. Sie bietet umfassende Möglichkeiten zur Simulation von thermischen Effekten und deren Einfluss auf das Strömungsverhalten. Die effiziente Modellierung wird durch umfangreiche Bibliotheken und ein intuitives Benutzerinterface unterstützt, wodurch die Erstellung und Analyse von Strömungssystemen vereinfacht wird.

Maximale Effizienz durch integrierte Simulationslösungen

Siemens-Simulationslösungen, einschließlich Simcenter FLOEFD, Simcenter Flomaster und Solid Edge Simulation, bieten umfassende und integrierte Werkzeuge für CFD und FEM, die den Produktentwicklungsprozess erheblich verbessern. Durch die frühe Einbindung von Simulationen, die nahtlose Integration in die CAD-Umgebung und die Skalierbarkeit der Lösungen können Unternehmen ihre Entwicklungszeiten verkürzen, Kosten senken und die Produktqualität steigern. Diese Technologien ermöglichen es Ingenieuren und Designern, komplexe Herausforderungen zu meistern und innovative Produkte effizienter und präziser zu entwickeln.

Besonders komfortabel ist die Nutzung von Solid Edge Addons mit dem Solid Edge Value-Based Licensing, einer innovative Lizenzierungsmethode im Hybrid SaaS-Modell. Dabei können Unternehmen kostengünstige Lizenzpakete über eine Token-Lizenzierung erwerben. Im Gegenzug erhalten sie Zugriff nach Bedarf auf eine Vielzahl bereits integrierter Funktionen und Add-Ons wie Simulations, Generative Design Pro, Point Cloud Visualization, Electrical Routing, Advanced PMI und Solid Edge XpresRoute. Solid Edge Value Based Licensing präsentiert sich somit als flexible und kosteneffektive Alternative zum Einzelkauf von Add-On-Lizenzen, mit der sich Addons bedarfsgerecht und projektspezifisch nutzen lassen.  

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