Triebwerkskonstruktion: Wie Rolls-Royce virtuelle Prototypen bis zu 100-mal schneller anfertigt

• Rolls-Royce nutzt die Multiphysik-Simulationslösungen von Ansys und HPC von Intel. Deshalb kann das Unternehmen den Energieverbrauch im Betrieb und die Notwendigkeit physischer Prototypen senken. Gleichzeitig kann es somit energie- und kraftstoffeffizientere Motoren entwickeln
• Die Zusammenarbeit ermöglicht es Rolls-Royce, wichtige technische Einblicke in die Triebwerkskonstruktion zu gewinnen, die Effizienz zu maximieren und virtuelle Prototypen mit hoher Genauigkeit und bis zu 100-mal schneller als bei bisherigen Arbeitsabläufen anzufertigen.
• Somit spart der Triebwerksspezialist Zeit, Material und Energie.

Ansys hat mit Rolls-Royce und Intel zusammengearbeitet, um die Simulationszeit für das thermomechanische Modell des Gasturbinenmotors von Rolls-Royce von mehr als 1’000 Stunden auf weniger als 10 Stunden zu reduzieren und so Energie und Entwicklungskosten einzusparen. Diese Zusammenarbeit in der Triebwerkskonstruktion wurde auch durch die Rechenressourcen der Oak Ridge Leadership Computing Facility, HPE und Forschern des NCSA (National Center for Supercomputing Applications) unterstützt.

Triebwerkskonstruktion mit Simulation und HPC

Rolls-Royce nutzt die Simulationssoftware von Ansys und die High-Performance-Computing (HPC)-Technologien von Inte. Somit kann der Triebwerkshersteller die Entwicklungszeit verkürzen, den Stromverbrauch im Betrieb senken und virtuelle Prototypen seiner energie- und treibstoffsparenden Gasturbinenmotoren bis zu 100 Mal schneller zu erstellen. Rolls-Royce kann daher schnell saubere und komplexe Antriebslösungen für sicherheitskritische Anwendungen in der Luft, auf See und an Land liefern. Die Technologie von Ansys und Intel unterstützt auch die digitale Forschung und Entwicklung (F&E). Sie bezieht Simulation und digitale Zwillinge ein, um die Triebwerkskonstruktion für nachhaltigere, klimaneutrale Antriebs- und Energieerzeugungslösungen zu verbessern.

„Rolls-Royce hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2030 im eigenen Unternehmen Netto-Null-Emissionen zu erreichen und bis 2050 den Sektoren, in denen wir tätig sind, das Erreichen von Netto-Null zu ermöglichen“, sagt Todd Simons, HPC-Experte bei Rolls-Royce. „Um diese Ziele zu erreichen und die Emissionen erfolgreich zu reduzieren, ist digitale Transformation notwendig. Wir sind davon überzeugt, dass die Spitzentechnologien von Ansys und Intel es uns ermöglichen, intelligentere, sauberere und sicherere Triebwerke zu entwickeln, um eine nachhaltigere Zukunft für die Luftfahrt zu ermöglichen und gleichzeitig unseren CO2-Fußabdruck im Betrieb zu reduzieren.“

Mehr Leistung, weniger Speicherbedarf

Ansys unterstützt Rolls-Royce dabei, den Speicherbedarf zu reduzieren, die Leistung zu beschleunigen und die parallele Effizienz zu verbessern. Durch den Einsatz der Intel oneAPI Math Kernel Library MKL benötigen Ansys LS-Dyna-Simulationen weniger Speicher. Umfangreiche Anweisungen werden dabei schneller ausgeführt, was den Strom- und Energieverbrauch senkt.

„Ansys ist einer der führenden unabhängigen Softwareanbieter von Intel und wir sind stolz darauf, gemeinsam an Projekten zu arbeiten, die neue Innovationen ermöglichen“, sagt Scott Clark, Vice President Super Compute Group bei Intel. „Zusammen mit unserem Fokus, Intels HPC-Plattformen und offene Software zu nutzen, um neue Leistungsniveaus zu erreichen, werden wir Kunden wie Rolls-Royce in die Lage versetzen, ihre anspruchsvollsten Herausforderungen schneller zu lösen.“

Realitätsnahe Entwürfe und virtuelle Prototypen mit digitalem Zwilling

Neben der Optimierung und Beschleunigung nutzt Rolls-Royce die Digital-Twin-Technologie, um realitätsnahe Entwürfe und virtuelle Prototypen zu erstellen. Durch die Einbeziehung von Simulation und digitalen Zwillingen in den gesamten Prozess der Triebwerkskonstruktion gewinnt Rolls-Royce entscheidende technische Erkenntnisse für die Entwicklung effizienterer Antriebssysteme.

„Ansys ist stolz darauf, mit Rolls-Royce und Intel zusammenzuarbeiten, um die Leistungsfähigkeit der Simulation und verwandter Technologien zu nutzen, um sauberere Triebwerke zu entwickeln, Klimaprobleme anzugehen und Emissionen zu reduzieren“, so Shane Emswiler, Senior Vice President of Products bei Ansys. „Wir sind zuversichtlich, dass die Ingenieure von Rolls-Royce mit dem Simulationsportfolio von Ansys und der Rechenleistung von Intel die Zukunft der Luftfahrt positiv beeinflussen können.“

Bild: Rolls-Royce, Ansys und Intel treiben die nachhaltige Luftfahrt voran. Bildquelle: Ansys

Weitere Informationen: https://www.ansys.com/ und https://www.rolls-royce.com/country-sites/deutschland.aspx

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