Exa Corporation, Anbieter von Software für die Produktentwicklung, hat den Reifenhersteller Yokohama Rubber bei der Entwicklung eines neuen, fortschrittlichen aerodynamischen Reifens unterstützt. Das Reifenlayout erfolgte mithilfe von simulationsgetriebenem Produktdesign mit der Software PowerFLOW von Exa. Neue, deutlich aus der Seitenwand des Reifens herausstehende Finnen helfen, den Luftfluss um den sich bewegenden Reifen zu glätten und sollen sowohl zur Effizienz als auch zur Sicherheit des Fahrzeuges beitragen.

Reifen beeinflussen Fahrzeug-Aerodynamik

Die ständig wachsende Notwendigkeit der Effizienzsteigerung – um den weiter steigenden Kundenbedürfnissen gerecht zu werden und die immer strengeren Emissionsvorschriften zu erfüllen – stellt die automobilen Zulieferer bereits seit langem vor große Herausforderungen. Gerade Reifen haben einen sehr direkten Einfluss auf die komplette Fahrzeugaerodynamik und bedürfen somit speziell zugeschnittener Effizienzansätze, da sie während der Fahrt ständig in Bewegung und zudem auch noch außen am Fahrzeug angebracht sind.

Während auf der einen Seite der Einfluss, der sich durch den Luftfluss um den Reifen herum ergibt, erheblich sein kann, ist es auf der anderen Seite sehr schwierig, das Design eines Reifens mit konventionellen Entwicklungsmethoden wie Windkanaltest präzise zu analysieren und zu optimieren. „Um diese Herausforderung zu meistern, haben wir verschiedene auf dem Markt erhältlicher Simulationslösungen eingesetzt, um unsere Optimierungsansätze präzise zu analysieren. Allerdings war nur die PowerFLOW-Software von Exa in der Lage, die rotierenden Reifencharakteristika schnell zu simulieren und dabei trotzdem die jeweils nur extrem kleinen Änderungen zu berücksichtigen, die wir vornahmen. PowerFLOW lieferte uns außerdem die Ergebnisse innerhalb kürzester Zeit, was für uns essentiell war, um mit unseren schnellen Lebenszyklus-Entwicklungsprozessen Schritt zu halten, “ sagt Dr. Yuji Kodama, General Manager, Research & Development Center, The Yokohama Rubber Co., Ltd.

Auch Sicherheit verbessert

„Wir waren sehr zufrieden mit den Verbesserungen, die die optimierten Finnen auf die Aerodynamik der Yokohama-Reifen hatten und es bestärkt uns besonders zu sehen, dass PowerFLOW in der Lage war, dieses hohe Level an Komplexität in einer äußerst kurzen Zeitspanne darzustellen,“ fügt Kazu Ishikawa, Vice President Asia Sales der Exa Corporation, hinzu.

Basierend auf diesen umfangreichen Simulationen wurde nicht nur die Form der Finnen angepasst, sondern auch eine neue Positionierung in einem Winkel nahe der Reifenschulter gefunden. Diese Veränderung führte auch zu einer verbesserten Fahrzeugsicherheit. Während die Finnen, die sich auf der oberen Seite des Reifens befinden, kleine Wirbel erzeugen, die den Luftwiderstand um das Fahrzeug reduzieren, verringern die Finnen, die sich an der unteren Seite des Reifens befinden, den Auftrieb des Fahrzeugs und unterstützen so die Fahrsicherheit.

Die Fahrzeugaerodynamik konnte mit diesem innovativen Reifendesign um 3 Prozent verbessert werden, wobei der Luftwiderstand um 11 Punkte reduziert wurde. Dies bezieht sich auf die Kraftstoffeffizienz des Komplettfahrzeugs.

 

Bild: Simulation von Exa hilft Yokohama aerodynamisch effizienten Reifen zu entwickeln. Quelle: Exa Corporation