Realis Simulation 2025.1 شبیه‌سازی نیروگاه، احتراق و سامانه پیشرانه

Realis Simulation مجموعه‌ای پیشرفته برای شبیه‌سازی سیالات، فرایند احتراق، نیروگاه و بهینه‌سازی سامانه‌های پیشرانه است. این پلتفرم با تمرکز بر توسعه فناوری‌های پیشرانه پاک، از جمله سوخت‌های زیستی، هیدروژن، موتورهای هیبریدی و سامانه‌های الکتریکی، به مهندسان امکان می‌دهد تا عملکرد، آلایندگی، انتقال حرارت و پایداری ساختاری سامانه‌های پیشرانه را با دقت بالا مدل‌سازی و تحلیل کنند. Realis Simulation با ارائه نتایج سریع، تکرارپذیر و پیش‌بینی‌پذیر، نیاز به آزمایش‌های فیزیکی پرهزینه را کاهش داده و فرآیند توسعه محصول را تسریع می‌بخشد. نام قبلی این مجموعه، Ricardo WAVE بود.

نرم افزار Realis Simulation از یک معماری ماژولار بهره می‌برد که شامل ابزارهای تخصصی مانند WAVE، VECTIS، FEARCE و IGNITE است. این پلتفرم شامل ابزارهای تخصصی مانند WAVE برای تحلیل دینامیک سیالات یک‌بعدی (1D CFD) در موتورهای احتراق داخلی و WAVE-RT برای شبیه‌سازی در زمان واقعی است. همچنین، ابزار VECTIS برای تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی سه‌بعدی (3D CFD) و FEARCE برای تحلیل مکانیک سازه‌ای و انتقال حرارت فراهم شده‌اند. این نرم افزار با پشتیبانی از مدل‌سازی سوخت‌های نوین مانند بیودیزل، هیدروژن و اتانول، و همچنین قابلیت‌های پیشرفته در تحلیل سیستم‌های خنک‌کننده موتورهای الکتریکی و پیل‌های سوختی، به مهندسان کمک می‌کند تا سامانه‌های پیشرانه‌ای با کارایی بالا و آلایندگی کم طراحی کنند. ‌

در مقایسه با نرم افزارهایی مانند GT-Suite، AVL Cruise M، ANSYS ICEpak این نرم افزار عملکردی دقیق‌تر در زمینه کوپل‌سازی چندفیزیکی، پشتیبانی از سوخت‌های نوین مانند هیدروژن و تحلیل دینامیک حرارتی موتورهای الکتریکی ارائه می‌دهد. با رشد فناوری‌های پاک، پیش‌بینی می‌شود این نرم افزار نقش مهمی در توسعه پیشرانه‌های نسل بعد ایفا کند و جایگاه خود را در طراحی بهینه و کاهش هزینه‌های آزمایش تثبیت نماید.

قابلیت‌های نرم افزار Realis Simulation

• تحلیل انتقال حرارت همزمان با احتراق پیشرفته (Advanced Combustion with Conjugate Heat Transfer)

یکی از ویژگی‌های تخصصی Realis Simulation، توانایی آن در مدل‌سازی هم‌زمان فرآیند احتراق و انتقال حرارت در مرزهای جامد و سیال است. به‌ویژه در نرم افزار VECTIS، از تکنیک Conjugate Heat Transfer (CHT) برای تحلیل توزیع دمایی میان محفظه احتراق، دیواره‌ها، و سیستم خنک‌کاری استفاده می‌شود. این قابلیت برای بهینه‌سازی طراحی موتورهای احتراق داخلی و کاهش نقاط داغ (hot spots) در اجزای بحرانی نظیر سرسیلندر و پیستون حیاتی است.

• مدل‌سازی دقیق سیستم‌های کنترل نیروگاه‌های کوچک (Microgrid Energy Management)

این نرم افزار با استفاده از ترکیب ابزارهای شبیه‌سازی چندفیزیکی، امکان مدل‌سازی و بهینه‌سازی سیستم‌های انرژی ترکیبی را نیز فراهم می‌آورد. این قابلیت در طراحی و کنترل نیروگاه‌های کوچک (microgrids) یا وسایل نقلیه ترکیبی و تمام‌برقی استفاده می‌شود. این مدل‌سازی شامل ترکیب رفتار الکتریکی، حرارتی، و مکانیکی سیستم‌ها در پاسخ به سیکل‌های عملیاتی پیچیده و متغیر است. هم‌چنین با به‌کارگیری الگوریتم‌های کنترلی قابل تنظیم، می‌توان بهینه‌سازی مصرف انرژی، شارژ/دشارژ باتری‌ها، و تعادل بار/تولید را با دقت بالا تحلیل کرد.

• تحلیل عملکرد توربوشارژر در شرایط گذرا (Transient Turbocharger Performance Analysis)

این نرم افزار امکان مدل‌سازی دقیق سیستم‌های پرخوران (مانند توربوشارژر و سوپرشارژر) را در شرایط کاملاً گذرا فراهم می‌کند. این شبیه‌سازی شامل تحلیل تعامل میان گازهای خروجی، انرژی حرارتی، اینرسی چرخ توربین، و پاسخ سیستم در برابر تغییرات بار لحظه‌ای است. ابزار WAVE به‌طور خاص قابلیت کوپل‌سازی بین دینامیک سیالات یک‌بعدی و دینامیک دورانی چرخش توربوشارژر را دارد. این ویژگی برای تحلیل lag (تأخیر فشار توربو)، overboost، و بهینه‌سازی عملکرد در سیکل‌های رانندگی واقعی، مثل WLTP و FTP، حیاتی‌ است.

• شبیه‌سازی چندفازی تبخیر سوخت (Multiphase Fuel Evaporation Modeling)

در مدل‌های تزریق مستقیم سوخت، رفتار ذرات سوخت مایع و تبخیر اون‌ها نقش اساسی در کنترل آلایندگی و راندمان دارد. Realis با استفاده از موتور CFD خود (VECTIS) قادر است جریان چندفازی، تبخیر وابسته به دما و فشار، و تشکیل مخلوط هوا-سوخت را با دقت بالا مدل کند. این شبیه‌سازی به‌ویژه در موتورهای GDI (Gasoline Direct Injection) و HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) برای پیش‌بینی احتراق ناخواسته و ناک زدن بسیار کاربردی است.

• تحلیل حرارتی-ساختاری در موتورهای الکتریکی (Thermo-Structural Analysis of Electric Machines)

در طراحی موتورهای الکتریکی مخصوصاً برای خودروهای الکتریکی، تنش‌های حرارتی ناشی از عبور جریان‌های بالا و میدان‌های مغناطیسی متغیر باعث تغییر شکل و خستگی مکانیکی می‌شود. Realis از طریق ماژول FEARCE امکان تحلیل کاملاً کوپل‌شده حرارتی-سازه‌ای فراهم کرده؛ یعنی توزیع دمایی با تنش مکانیکی به‌صورت هم‌زمان حل می‌شود. این تحلیل برای طراحی stator، rotor، و سیستم خنک‌کاری موتورهای EV ضروری است.

• تحلیل تولید صوت موتور و انتقال به کابین (Powertrain NVH & Acoustic Transfer Path Analysis)

یکی از پیشرفته‌ترین قابلیت‌های Realis، تحلیل تولید نویز و ارتعاش ناشی از احتراق، حرکت مکانیکی اجزا و ساختار انتقال توان (NVH analysis) هست. با استفاده از تحلیل طیف فرکانسی، توزیع مودهای ارتعاشی، و مسیر انتقال صدا از موتور به کابین، مهندسان می‌تونن هم صدای تولیدی را پیش‌بینی کنند و هم راهکارهای کاهش نویز را طراحی کنند. این قابلیت نقش کلیدی در طراحی آرام‌تر و ارگونومیک‌تر خودروهای مدرن دارد.

برای مشاهده اطلاعات کامل نرم افزار Realis Simulation جهت شبیه‌سازی سیالات، فرایند احتراق، نیروگاه و بهینه‌سازی سامانه‌های پیشرانه به اینجا مراجعه کنید. در ادامه عکس هایی از این نرم افزار نشان خواهیم داد.