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IVK Dem Schmutz auf der Spur

| Redakteur: Bernd Otterbach

Das Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen der Universität Stuttgart (IVK) hat ein Verfahren entwickelt, bei dem der Verschmutzungsgrad eines Fahrzeugs digital analysiert werden kann.

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Die Analyse, die eine quantitative Bewertung des Verschmutzungsgrads ermöglicht, werde inzwischen erfolgreich in der Praxis eingesetzt, teilte das IVK mit. Ergänzend zu den experimentellen Untersuchungen zur Fahrzeugverschmutzung in einem Thermowindkanal optimieren die Wissenschaftler des IVK die numerische Simulation in diesem Bereich, um damit künftig ein kostengünstiges Werkzeug für den Fahrzeugentwicklungsprozess bereitzustellen.

Den Thermowindkanal nutzt das IVK zur Optimierung der aerodynamischen Eigenschaften von Fahrzeugen. Auch für die experimentelle Simulation von Fahrzeugverschmutzungsprozessen dient er als Versuchsfeld. Ein Sprühgestell mit mehreren Düsen vor dem Untersuchungsfahrzeug stellt beispielsweise die Fremdverschmutzung nach, die ein vorausfahrendes Fahrzeug durch aufgewirbeltes Wasser-Schmutz-Gemisch verursacht.

Eigenverschmutzung des Fahrzeugs wird nachgeahmt

Die Eigenverschmutzung des Fahrzeugs, die durch das Aufwirbeln von Schmutzpartikeln durch die drehenden Räder und den Kontakt zur nassen Fahrbahn entsteht, wird nachgeahmt, indem Flüssigkeit zwischen Reifen und Abrollebene des Windkanals eingebracht wird. Um das Verschmutzungsbild sichtbar zu machen, mischen die Wissenschaftler dem eingesprühten Wasser ein Fluoreszenzmittel bei. Unter Beleuchtung mit UV-Licht emittiert diese Mischung dann Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich. Mittels Digitalfotografie und dem am Institut entwickelten und patentierten Verfahren DiVeAn (Digitale Verschmutzungsanalyse) können die Forscher dann das Verschmutzungsbild quantitativ bewerten und stellen die Ergebnisse den Fahrzeugherstellern zur Verfügung.

Realitätsnahe Ergebnisse am Rechner

Neben den experimentellen Untersuchungen im Thermowindkanal bildet die Simulation am Rechner das zweite Standbein im Fahrzeugentwicklungsprozess. Numerische Simulationen der Fahrzeugverschmutzung führen bereits zu sehr realitätsnahen Ergebnissen. Im zukünftigen Fokus steht hier primär die Weiterentwicklung der Simulation hinsichtlich einer detaillierten Darstellung der Oberflächenfilmbildung des Fluids sowie der realistischen Modellierung der Prozesse der Zweiphasenströmung (Luft/Wassergemisch auf der Fahrzeugoberfläche in der Luftströmung). Langfristig soll die numerische Simulation dadurch zu einem verlässlichen und kostengünstigen Werkzeug im Fahrzeugentwicklungsprozess werden.

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