モジュール
モジュールについて学ぶ
KULIの柔軟なモジュール構成により、ユーザの目的のシミュレーション内容に応じて、機能ごとに分けられた各モジュールを別々に導入する事が可能です。
適用内容により、それぞれ異なるKULIモジュールが用意されています。
- 定常計算 vs. 過渡計算またはモード走行計算
- エンジン冷却システムと空調システムの統合
- 1Dシミュレーションへの3D流速分布情報の組込み
- 自動最適化プログラムによる解析
- 様々な想定条件下における挙動予測
KULIに付属のPostprocessorにより、計算結果の詳細を様々な表示形式で確認できます。また、1クリックで計算結果の全てをMicrosoft Office Excelのファイルに出力できるので、いつもの形式での結果評価や表示も簡単です。
プロジェクトを始める際は、まず始めに最も重要な作動点を明確にする必要があります。
通常、定常条件の作動点に対し冷却システムを構築します。KULI baseを使用すると、以下のような一般的なタスクを簡単に実施する事ができます。
- システムを構築する各単体コンポーネントのパフォーマンス計算、およびシステム全体の計算(出力結果: 温度、圧力損失、流量、放熱量、...)
- 様々な媒体に対してのエンジン冷却コンポーネントの設計
- 冷却水
- オイル
- チャージエア
- 排ガス
- コンポーネント間の相互干渉の影響評価
これらの結果に基づき、システムを最適化していきます。その他のKULIモジュールを併せて使用することで、より詳細な検討や、自動最適化等の追加機能が利用可能です。
車両開発における車室内快適性の重要性は、近年ますます高まってきています。
KULI hvac による解析の実施により、より効率的な空調システム設計・検討が可能です。
KULI hvacモジュールの利用により、以下のようなタスクの実施が可能です
- 冷媒量、COP (coefficient of performance)、制御ストラテジーに応じた冷媒回路の設計および最適化
- 様々な冷媒に対するコンポーネントおよびシステム・シミュレーション (R134a, CO2 , R152a, R1234yf, …)
- マルチ・ゾーン・キャビンモデルを用いた車室内快適性の評価
- 車室内の迅速な暖房/冷房の実現のための様々な改善案の検討
KULI hvac と KULI base を併せて使用することにより、冷媒回路とエンジン冷却回路の相互影響を考慮することができます。このような検討は、特に近年のHEV/EVにおけるバッテリー冷却システム等の開発において、特に重要な検討項目の一つとなっています。
今日のエンジン開発においては、低燃費化が一層の課題となっています。
KULIでは低燃費化を実現する為に使用される手法に対応する、新たなモジュールであるKULI ecoをリリースしました。 このKULI ecoでは以下のコンポーネントへ対応しました。
- 廃熱回収(Waste Heat Recovery: WHR)システムの使用(例:ランキンサイクル、電熱式発電機(Thermoelectric generator: TEG))
- 電装部品の追加
- 電動式部品
- バッテリー (各システムレベルに対応: セル、モジュール、バッテリー)
- インバーター及び、コンバータ
これらの機能は、全てのハイブリット車及び、電気自動車に対応しています。 また、複雑なバッテリーシステムの冷却を考慮する場合においては、KULI hvacとの併用が必要となる場合があります。
煩雑なマニュアル操作の繰り返しを省き、解析業務を快適に進められるよう、KULI advancedモジュールでは以下のような機能を用意しています。
- パラメーター・バリエーション (様々な条件下における挙動予測)
- 最適化ターゲット&パラメータの設定による自動最適化
KULIは1次元のソフトウェアツールですが、3次元CFDの流速分布の結果をKULIに反映させるインターフェイスを提供しています。
- 不均一な流速分布の考慮
- CFDソフトウェアとのカップリング(コシミュレーション)
KULI Advancedは、例えば、KULIモデル内に組み込んだファンやその他の電動コンポーネントの制御を、他のソフトウェアでモデル化した場合、その外部ソフトウェアツールとKULIを連携させることが可能です。
- 外部プログラムとのインターフェース
- シンプルなFMU の作成および
- Microsoft COM 技術と Visual Basic コードによりFMI 規格に対応
- Matlab/Simulink への直接アクセスが可能
定常条件におけるシミュレーションモデルのキャリブレーションが完了したら、次のステップは過渡条件の解析です。
規定の走行モードや、ユーザ 定義の走行モードに対し、過渡シミュレーション(ウォームアップやクールダウン)を実行します。KULI driveは以下の機能を提供し、過渡解析をサポートします:
- 過渡計算の実現(タイムステップ毎に走行条件を定義)
- 様々なコンポーネントにおけるウォームアップ、クールダウンの考慮
- 4マス/5マスのエンジンモデルにより、異なる温度における摩擦損失を考慮
- 複雑な熱の関係性をモデル化するサーマル熱ネットワークのフォーマットを提供
- JC08、NEDC、FTP75等の規定の走行モード(時間~速度)における熱の挙動を解析
- エネルギー消費だけでなく摩擦損失も最小限に抑える、最適な制御ストラテジーの検討
KULI componentsを使用すると、単体の特性と性能を理解することが出来ます。
他のコンポーネントとの相互作用を考慮するのではなく、ある特定のコンポーネント単体についてのみ検討したい場合、以下の機能でサポートされます。
- 同一条件下におけるコンポーネントのパフォーマンス比較
- 測定データの拡張(外挿)
- 測定データの回帰
- 同一コンポーネントの媒体違いによるパフォーマンス比較
例えばラジエータを検討する際、さまざまなタイプのラジエータについて多数の測定データがある場合、KULI components内に付属の”KULI compInterface”機能を用いて、この多数の測定データから自動的にKULIファイルを作成することが可能です。これにより、その後の比較検討の円滑な実施をサポートします。
KULI compInterfaceは、以下のプログラムとのインターフェースが可能です。
- C++
- VBA-scripts
- 予め用意したMicrosoft Office Excel (マクロ使用)
- COM technologyをサポートする他ソフトウェア