[ Opgaven ]
Kalmar Automotive specialbygger Porsche-biler til kunder, der vil eje en unik udgave af de ikoniske, tyske sportsvogne.
Bilerne genopbygges fra bunden ud fra kundens ønsker til bl.a. farve, kabinematerialer, lygter, hjul og motor.
For at kunne vurdere aerodynamikken af en ombygget Porsche 911 fra 1990'erne (model 993) har Kalmar hentet hjælp hos virksomheden Aerotak, der udfører aerodynamiske simuleringer.
Teknisk tegner Astrid Kjærbølling fra Aerotak har tegnet en realistisk 3D-model af bilen til brug under test i en virtuel vindtunnel.
Ud fra modellen kan bilens aerodynamik simuleres i vindtunnelen, så bilens luftmodstand, downforce og stabilitet kan vurderes med to forskellige typer spoiler på bagsmækken – grill og ducktail.
[ Løsningen ]
Kalmar Automotive leverede en ufærdig 3D-model af bilen til Astrid Kjærbølling. For at kunne putte 3D-modellen ind i CFD-programmet (Computational Fluid Dynamics), der udfører de aerodynamiske simuleringer, måtte Astrid Kjærbølling opbygge bilen som en fuldkommen lukket geometrisk form i 3D.
Nogle af bilens komponenter manglede, og derudover var taget og resten af bilen opbygget med to forskellige typer 3D-grafik.
Bilens tag var tegnet som et gitternet af polygoner (mesh), mens resten af bilen var tegnet med kurver kaldet NURBS (Non-uniform rational B-spline).
“Den helt store udfordring har været at skabe en model af bilen som en closed solid polysurface. Det betyder, at modellen er helt lukket og ’vandtæt’, inden den igen bliver lavet om til en færdig mesh-model, der kan bruges til simuleringer i CFD-programmet,” siger Astrid Kjærbølling.
De manglende områder af bilen blev møjsommeligt opbygget i programmet Rhino 3D og forbundet til resten af bilen. Først for- og bagrude, døre og sideruder.
Detaljer som sidespejle, lister og luftkanaler blev herefter tilføjet.
“De store overflader som vinduer og døre har størst aerodynamisk betydning. Jeg brugte meget tid på sidedørene, fordi de har nogle kurver, som vi skulle ramme helt korrekt. Men selvom nogle af de mindre detaljer på bilen ikke betyder så meget for aerodynamikken, har de alligevel taget tid at lave. Jeg brugte f.eks. næsten en dag på at tegne lister omkring sideruderne,” fortæller Astrid Kjærbølling.
Da 3D-modellen af Porschen var færdigtegnet og lukket, blev den holdt op mod et 3D-scan af bilen for at tjekke korrektheden.
Derefter kunne kollegaen Kasper Berthu Damkjær sætte gang i CFD-simuleringen. Hvis simuleringen viser potentiale for at optimere aerodynamikken, opdateres 3D-modellen, og simuleringen køres igen.
For Astrid Kjærbølling har modelleringen af den specialbyggede sportsvogn været en anderledes opgave:
“Jeg har måttet lave flere kvalificerede gæt i de områder, hvor dele af bilen har manglet i den oprindelige mesh-model. Det har givet opgaven et kreativt element, samtidig med at opgaven er fastlagt, fordi modellen jo skal ligne den virkelige bil så meget som muligt. Det har været fedt at arbejde med,” siger Astrid Kjærbølling.
Læs mere om Aerotak