Die Optimierung von Systemen zur Abgasbehandlung
Dieselbetriebene Autos besitzen gegenüber benzinbetriebenen Fahrzeugen mehrere Vorteile, wozu ein sparsamerer Kraftstoffverbrauch, mehr Leistung und eine längere Lebensdauer gehören. In Bezug auf die Umwelt produzieren Dieselmotoren weniger Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, stoßen jedoch auch schädlichere Partikelmaterie aus. Zur Kontrolle des Partikelausstoßes bauen die Automobilhersteller Spezialfilter aus Keramikschaum ein, die vor dem Austritt in die Atmosphäre die Partikel aus dem Abgas entfernen. Zur Optimierung des Einsatzes solcher Filter meldete man in der Industrie Bedarf an einem genauen Simulationsinstrument an. Das Christian-Doppler-Labor für Rechnergestützte Angewandte Thermofluiddynamik (CDL-ACT) in Österreich entsprach dem Wunsch und entwickelte DexaSIM. Das Herzstück von DexaSIM bilden ein Auflöser auf der Basis der Lattice-Boltzmann-Methode (LBM) und der Strömungslöser von OpenFoam auf Grundlage der frei verfügbaren computergestützten Strömungsberechnung. Diese beiden Komponenten arbeiten zusammengeschaltet, um die Strömungsmechanismen für das gesamte Nachbehandlungssystem von Abgasen zu modellieren. Auch als Nicht-CFD-Experte sind die Software und Navigation leicht anwendbar und werden noch mittels einer grafischen Benutzeroberfläche unterstützt. Als Benutzer kann man die Effektivität verschiedener Filtermaterialien und -strukturen testen. Zusatzmodule betreffen solche Aspekte wie die Rußablagerung, Filterregeneration und auch die Akustik, da die Geräuschbelästigung ebenfalls ein Problem ist. Das CDL-ACT überprüfte DexaSIM mittels tatsächlicher Messdaten von Partnern aus dem STYFF-DEXA-Projekt. Erste Versuche mit der Beta-Version von DexaSIM verliefen erfolgreich. Zurzeit finden Verhandlungen mit einem Unternehmen aus dem Softwaresektor der Automobilindustrie über Vermarktung und Verkauf von DexaSIM statt. DexaSIM steht derzeit für leichte Dieselfahrzeuge zur Verfügung, dürfte aber bald auch für schwere Dieselfahrzeuge und Benziner verfügbar sein. DexaSIM könnte auch eingesetzt werden, um den Nutzen von Filtern zur Verringerung der Emissionen bei Gaskraftwerken zu modellieren.
