UMA CONSISTENTE METODOLOGIA PARA ACOPLAMENTO DE SIMULAÇÕES 1D-3D APLICADO AO SISTEMA DE HVAC DE UM VEICULO PARA RESOLUÇÃO DO CICLO DE AR-CONDICIONADO E CABINE INTERNA

UMA CONSISTENTE METODOLOGIA PARA ACOPLAMENTO DE SIMULAÇÕES 1D-3D APLICADO AO SISTEMA DE HVAC DE UM VEICULO PARA RESOLUÇÃO DO CICLO DE AR-CONDICIONADO E CABINE INTERNA

Sanvezzo Junior, Joel

Artigo:

A abordagem multidisciplinar, que envolve diferentes tipos de formulação na resolução de problemas de engenharia, vem sendo cada vez mais requisitado na indústria para se encontrar um equilíbrio entre a qualidade dos resultados e o tempo computacional. Neste trabalho é apresentado uma abordagem de acoplamento entre soluções 1D e 3D aplicados para o sistema de HVAC de um automóvel, de maneira a ser resolvido o ciclo de refrigeração do sistema de ar condicionado e a cabine. Em uma primeira etapa do artigo é apresentado o modelo 1D para resolução do ciclo de refrigeração do sistema de ar-condicionado utilizando o software Simcenter Amesim. Em uma segunda etapa, é apresentado o modelo 3D para a resolução da cabine através da aplicação de CFD (Computational Fluids Dynamics) no software Simcenter STAR-CCM+. Por fim, tem-se a descrição do acoplamento entre estes modelos via co-simulação. Através deste acoplamento, tem-se uma completa caracterização do sistema de HVAC, a nível de componentes e subcomponentes pelo modelo 1D, e a resolução do comportamento do fluxo de ar no interior da cabine, pelo modelo 3D. Além do conforto térmico dos ocupantes do veículo, este tipo de análise fornece informações importantes a respeito do comportamento físico e energético do sistema, principalmente durante etapas conceituais em projetos de engenharia.

A abordagem multidisciplinar, que envolve diferentes tipos de formulação na resolução de problemas de engenharia, vem sendo cada vez mais requisitado na indústria para se encontrar um equilíbrio entre a qualidade dos resultados e o tempo computacional. Neste trabalho é apresentado uma abordagem de acoplamento entre soluções 1D e 3D aplicados para o sistema de HVAC de um automóvel, de maneira a ser resolvido o ciclo de refrigeração do sistema de ar condicionado e a cabine. Em uma primeira etapa do artigo é apresentado o modelo 1D para resolução do ciclo de refrigeração do sistema de ar-condicionado utilizando o software Simcenter Amesim. Em uma segunda etapa, é apresentado o modelo 3D para a resolução da cabine através da aplicação de CFD (Computational Fluids Dynamics) no software Simcenter STAR-CCM+. Por fim, tem-se a descrição do acoplamento entre estes modelos via co-simulação. Através deste acoplamento, tem-se uma completa caracterização do sistema de HVAC, a nível de componentes e subcomponentes pelo modelo 1D, e a resolução do comportamento do fluxo de ar no interior da cabine, pelo modelo 3D. Além do conforto térmico dos ocupantes do veículo, este tipo de análise fornece informações importantes a respeito do comportamento físico e energético do sistema, principalmente durante etapas conceituais em projetos de engenharia.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/simea2018-PAP32

Referências bibliográficas

• [1] Xiyuan, CHEN; Jianzhong, YANG; Tianpeng, YU, Shibin YANG. A Coupled 1D/3D Co-Simulation Approach in Simulating Aircraft Cabin Temperature Field. Tianjin Key Laboratory of Civil Aircraft Airworthiness and Maintenance, Civil Aviation University of China, Tianjin, China, 2016. [2] Kumar, Saket; Pascual, Daniel. Unsteady Thermal Management Simulations for a Passenger Vehicle using 1D and 3D Tools. M.Sc Thesis, Department of Applied Mechanics CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Gothenburg, Sweden, 2016. [3] Sandhu, Karamjit. Simulation of the Interior Cabin Warm-up and Cool Down using CFD. STAR Global Conference, 2014. [4] H. Versteeg; W. Malalasekera; An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method, 2nd Edition. Loughborough University, 2007. [5] Simcenter Amesim User’s Guide. Cooling System Library, 2016.

Como citar:

Sanvezzo Junior, Joel; "UMA CONSISTENTE METODOLOGIA PARA ACOPLAMENTO DE SIMULAÇÕES 1D-3D APLICADO AO SISTEMA DE HVAC DE UM VEICULO PARA RESOLUÇÃO DO CICLO DE AR-CONDICIONADO E CABINE INTERNA", p-231-243. In: . São Paulo: Blucher, 2018.
ISSN 23577592, DOI 10.5151/simea2018-PAP32