Jet Impeller Optimierung eines elektrisch angetriebenen Hydrofoil Surfboards (efoil)

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Wie automatisiertes CAD und Simulation der Produktentwicklung im Freizeitbereich "Auftrieb" geben

Pressemeldung der Firma FRIENDSHIP SYSTEMS AG
Elektrisch angetriebenes Hydrofoil Surfboard (efoil)


Die Firma VeConcepts entwickelt das elektrisch angetriebene VeFoil Hydrofoil Surfboard, mit dem sich elegant und mit großem Spaßfaktor über der Wasseroberfläche surfen lässt. Viele der Entwicklungen solcher Boards befinden sich derzeit noch in der Prototypenphase, während der die einzelnen Komponenten stetig weiter optimiert werden.

Optimierung des Hydrofoil Surfboard

In einem Projekt mit der Firma FRIENDSHIP SYSTEMS wurde Ende 2018 der Antrieb der VeFoil Serie untersucht und optimiert. Der Jet-Impeller steckt zum Schutz vor Verletzungen in einem Gehäuse und sollte mit Blick auf den Energieverbrauch und die Geschwindigkeit verbessert werden.

Vollautomatisierung der Designerzeugung und Analyse mit CAESES

Mit Hilfe der Software CAESES wurde eine variable parametrische CAD-Geometrie des Impellers aufgesetzt, die dann vollautomatisch gesteuert ein Set von Design Kandidaten generierte. Innerhalb eines geschlossenen Optimierungsloops ließen sich die Designs gleichzeitig vollautomatisch mit dem Simulationspaket OpenFOAM analysieren. Insbesondere das Drehmoment, Druckverhältnisse sowie der erzeugte Schub wurden dabei untersucht und in der Zielfunktion der Optimierung berücksichtigt.

Deutlich verbesserte Performance mit minmalem Aufwand

Anhand einer neuen Impellervariante aus der Optimierung konnte das Board um erstaunliche 10 km/h in der Geschwindigkeit zulegen (von 25 km/h auf 35 km/h). Gleichzeitig sank der Energieverbrauch um ca. 27%.

Für dieses Projekt wurden lediglich ein paar Stunden in die Geometriemodellierung und das Simulationssetup investiert (< 8h). Die eigentliche Optimierung lief dann vollautomatisiert für mehrere Stunden auf einem Clustersystem. Weiterführende Links: Kompletter Artikel in Englisch: https://www.caeses.com/blog/2019/jet-impeller-optimization-for-an-electric-hydrofoil-surfboard-efoil/

CAESES Produktseite: https://www.caeses.com/

VeConcepts: https://www.veconcepts.com/



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Dateianlagen:
    • Elektrisch angetriebenes Hydrofoil Surfboard (efoil)
    • VeFoil Impeller sowie Gehäuse und Hand-Steuerung
    • Parametrisches Modell in CAESES für die automatisierte Optimierung
    • VeFoil Prototyp Surfboard CARVE 6.0
    • Automatisierte Simulation (Analyse) jedes einzelnen Impellerdesigns
Die Firma FRIENDSHIP SYSTEMS AG entwickelt und vertreibt die Software CAESES. CAESES ist eine Anwendung für Ingenieure, die simulationsgetriebene Formoptimierungen automatisiert durchführen möchten. Typische Anwendungen sind die strömungsbasierte Optimierung von Schiffsrümpfen, Turboladern, Pumpen und Triebwerken. Meist ist das Ziel eine bessere Energie-Effizienz oder auch die Robustheit der Designs hinsichtlich der Performance und der Herstellung. FRIENDSHIP SYSTEMS wurde 2001 gegründet und sitzt mit dem gesamten Team in Potsdam, Deutschland.


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