בואינג בונה סימולציות ב- ®COMSOL Multiphysics של התפשטות חום בתרכובות בעלות רדיד מתכת מורחב עבור הגנה מפני ברקים בכלי טיס

לקבלת פרטים נוספים ללא התחייבות




מערכות AC/DCהנדסה ביו-רפואיתהנדסה כימיתמעבר חוםהנדסת חומריםאנליזה נומרית, FEA, PDEמכניקת זורמים (CFD)פיזיקהמערכות RFביוטכנולוגיההנדסת תגובה כימיתMEMSאקוסטיקהמכניקה מבניתמערכות אופטיות ופוטוניםאלקטרוכימיהננוטכנולוגיההנדסת נפט וגזאלקטרוסטטיקהמגנטוסטטיקהגיאופיזיקההידרולוגיה, זרימה תת קרקעיתרעש ותנודותזיהוי מערכת / כיול מודל

בואינג בונה סימולציות ב- ®COMSOL Multiphysics של התפשטות חום בתרכובות בעלות רדיד מתכת מורחב עבור הגנה מפני ברקים בכלי טיס:

מטוס הבואינג 787 דרימליינר הינו חדשני בכך שיותר מ- 50% ממנו עשויים פלסטיק מחוזק שעשוי סיבי פחמן (פמס”פ), בשל משקלו הקל של החומר הזה וחוזקו יוצא הדופן. על אף שלתרכובות פמס”פ יש יתרונות רבים, הם לא מסוגלים למתן את הנזק הפוטנציאלי מהאפקטים האלקטרומגנטיים שנוצרים בעת פגיעת ברק במטוס. כדי לפתור בעיה זו, רדיד מתכת מורחב (רמ”מ) מוליך חשמל יכול להתווסף לתרכובת על מנת לפזר במהירות חום וזרמים וכך להגן על הפמס”פ של כלי טיס בפגיעות ברקים.
מהנדסים במעבדות המחקר והטכנולוגיה של בואינג משתמשים בסימולציה מולטיפיזיקלית ובמדידות פיזיקליות על מנת לחקור את ההשפעה שיש לפרמטרי רמ”מ על לחצים תרמיים ותזוזות בכל אחת משכבות מבנה התרכובת. לחץ מצטבר בשכבת ההגנה של מבנה התרכובת כתוצאה ממחזוריות תרמית בשל מחזור התעופה בעל סגנון “מקרקע לאוויר”. במהלך הזמן השכבה עלולה להיסדק, מה שמאפשר את הכניסה של לחות וזנים סביבתיים אשר יוצרים קורוזיה ברמ”מ, ובשל כך מפחיתים את המוליכות החשמלית שלו ויכולתו לבצע את פונקצית ההגנה. מטרת המחקר הינה לשפר את היציבות התרמית הכללית במבנה התרכובת וכך להפחית את הסכנות ואת עלויות התחזוקה שנקשרים עם נזקים בשכבת ההגנה.

סימולציות התפשטות חום בתרכובות כלי טיס
תרשים ההגנה נבנה בתוכנת ®COMSOL Multiphysics ובו שכבות אשר כל אחת כוללת פרמטרים שתורמים לצמיחת הלחץ המכני בשכבת ההגנה על פני הזמן בשל היותם כפופים למחזוריות תרמית. הגיאומטריה שנעשה בה שימוש בתרשים נלקחה ממודל מקדם התפשטות החום שפותח ב- ®COMSOL Multiphysics ע”י צוות החוקרים, במטרה להעריך את הלחץ התרמי והתזוזה בכל שכבה, בדוגמא מרובעת בגודל 1 אינץ’ של מבנה התרכובת.

במחקר זה, גובה הרמ”מ, עובי קווי הרשת, יחס הכיוון, ההרכב המתכתי ומבנה השטח – השתנו מספר פעמים על מנת להעריך את השפעתם על ביצועים תרמיים לאורך המבנה כולו. הרכבו המתכתי של הרמ”מ היה אלומיניום או נחושת, כאשר רדיד אלומיניום מצריך פיברגלס נוסף בין הרמ”מ והתרכובת כדי למנוע קורוזיה מגולוונת.
מאפייני החומר בכל שכבה כוללים את מקדם התפשטות החום, נפח החום, צפיפות, מוליכות תרמית, מודול האלסטיות, ומקדם פואסון. אלו נוספו למודל שנבנה ב- ®COMSOL כערכים מוגדרים אישית. מקדם התפשטות החום של שכבת הצבע מוגדר ע”י פונקציה שמייצגת את השינוי הפתאומי בהתפשטות החום בטמפרטורת מעבר הזכוכית של החומר.
במודל מקדם התפשטות החום, ממשק הלחץ התרמי המולטיפיזיקלי מצמד מכניקת מוצקים עם מעבר חום על מנת לסמלץ התפשטות חום ולפתור עבור התזוזה לאורך המבנה. הסימולציות הוגבלו לחימום של מבנה התרכובת כפי שנצפה בעבר בכלי טיס בהם טמפרטורות סופיות והתחלתיות הוגדרו במודל לייצג את טמפרטורות הקרקע והגובה בהתאמה.

“פיתוח חומרים והתקנים תרמו-אלקטריים ומידול בשיטת האלמנטים הסופיים באמצעות ®COMSOL Multiphysics” – עבודת מחקר של הסטודנט עדן חזן במסגרת התואר השני בחוג להנדסת חומרים – אוניברסיטת בן גוריון, בהנחיית ד”ר יניב גלבשטיין

פיתוח חומרים והתקנים תרמו-אלקטריים ומידול בשיטת האלמנטים הסופיים באמצעות ®COMSOL Multiphysics עבודת מחקר של הסטודנט עדן חזן במסגרת התואר השני בחוג להנדסת חומרים - אוניברסיטת בן גוריון, בהנחייתו של...
מאמרים נוספים שעשויים לעניין אותך

סימולציה ב- ®COMSOL Multiphysics מסייעת בהערכת התנהגות צינורות פלדה ומציאת פגמים מבחינה אלקטרומגנטית

סימולציה ב- ®COMSOL Multiphysics מסייעת בהערכת התנהגות צינורות פלדה ומציאת פגמים מבחינה אלקטרומגנטית חברת סלזגיטר מנסמן פורשונג משתמשת בסימולציה על מנת לאמוד את התנהגותם של צינורות פלדה במהלך בדיקה אלקטרומגנטית, ובכדי...
מאמרים נוספים שעשויים לעניין אותך

טכניקת הפעלה לרובוטים מיניאטוריים פותחה בעזרת סימולציה מולטיפיזיקלית ב- ®COMSOL Multiphysics

טכניקת הפעלה לרובוטים מיניאטוריים פותחה בעזרת סימולציה מולטיפיזיקלית ב- ®COMSOL Multiphysics חוקרים בוועדה הצרפתית לאנרגיה אטומית ואנרגיות חלופיות הופכים מניפולטורים רובוטיים מיניאטוריים לקלים יותר...
מאמרים נוספים שעשויים לעניין אותך

גלוקומטר לבדיקת רמות גלוקוז בדם לחולי סכרת פותח בעזרת ®COMSOL Multiphysics

גלוקומטר לבדיקת רמות גלוקוז בדם לחולי סכרת פותח בעזרת קומסול מולטיפיזיקס בדיקה עצמית של רמות גלוקוז בדם היא חיונית לחולי סכרת, אשר באופן קבוע ברחבי העולם מבצעים את הרוטינה של הנחת טיפת דם על סטיק מפלסטיק, והכנסתו לתוך...
מאמרים נוספים שעשויים לעניין אותך

בוחרים את התבנית המתאימה לאנטנות החמקן בעזרת ®COMSOL Multiphysics

בוחרים את התבנית המתאימה לאנטנות החמקן בעזרת ®COMSOL Multiphysics קבוצת Altran מובילה עולמית בחדשנות והייטק בתחומי חלל ותעופה, כלי רכב ממונעים, אנרגיה, רכבות, ועוד. הקבוצה עובדת על פרויקט שקשור למחקרים אודות בנייתן...
מאמרים נוספים שעשויים לעניין אותך

®COMSOL Multiphysics מסייעת בטיפול MRI יעיל יותר לאיתור גידולים סרטניים

®COMSOL Multiphysics מסייעת בטיפול MRI יעיל יותר לאיתור גידולים סרטניים בפרויקט שממש פורץ את הגבולות של מה שנחשב לאפשרי, צוות מטעם ה Cross Cancer Institute בקנדה משלב את האיכות יוצאת הדופן של דימות תהודה מגנטית (MRI) עם...
מאמרים נוספים שעשויים לעניין אותך

בואינג בונה סימולציות ב- ®COMSOL Multiphysics של התפשטות חום בתרכובות בעלות רדיד מתכת מורחב עבור הגנה מפני ברקים בכלי טיס

בואינג בונה סימולציות ב- ®COMSOL Multiphysics של התפשטות חום בתרכובות בעלות רדיד מתכת מורחב עבור הגנה מפני ברקים בכלי טיס: מטוס הבואינג 787 דרימליינר הינו חדשני בכך שיותר מ- 50% ממנו עשויים פלסטיק...
מאמרים נוספים שעשויים לעניין אותך

אופטימיזציה עם יישומי סימולציה ב- Application Builder לטכניקות הדפסה תלת-מימדית

אופטימיזציה עם יישומי סימולציה ב- Application Builder לטכניקות הדפסה תלת-מימדית לקיחת קונספט של טכנולוגיה חדשה משלב המחקר הראשוני ועד לפתרון המתאים לשימוש תעשייתי, מצריכה בדיקות קפדניות וולידציות....
מאמרים נוספים שעשויים לעניין אותך

אופטימיזציה עם יישומי סימולציה ב- Application Builder לטכניקות הדפסה תלת-מימדית

לקבלת פרטים נוספים ללא התחייבות




מערכות AC/DCהנדסה ביו-רפואיתהנדסה כימיתמעבר חוםהנדסת חומריםאנליזה נומרית, FEA, PDEמכניקת זורמים (CFD)פיזיקהמערכות RFביוטכנולוגיההנדסת תגובה כימיתMEMSאקוסטיקהמכניקה מבניתמערכות אופטיות ופוטוניםאלקטרוכימיהננוטכנולוגיההנדסת נפט וגזאלקטרוסטטיקהמגנטוסטטיקהגיאופיזיקההידרולוגיה, זרימה תת קרקעיתרעש ותנודותזיהוי מערכת / כיול מודל

אופטימיזציה עם יישומי סימולציה ב- Application Builder לטכניקות הדפסה תלת-מימדית

לקיחת קונספט של טכנולוגיה חדשה משלב המחקר הראשוני ועד לפתרון המתאים לשימוש תעשייתי, מצריכה בדיקות קפדניות וולידציות. הדפסה תלת מימדית לדוגמא, הופיעה לראשונה בשנות ה- 80 המוקדמות עם רמת מוכנות טכנולוגית (Technology Readiness Level – שיטת מדידה של רמה טכנולוגית לשימוש תעשייתי אשר הוצעה ע”י NASA בשנות ה- 70) של TRL 1, וזה לקח מספר עשורים עד שהשיטה נודעה בשווקים התעשייתיים כשיטת ייצור חדשה ומדהימה שמתעתדת לשנות את העולם
סימולציה של תהליך Shaped Metal Deposition
ארגונים כמו Manufacturing Technology Centre בקובנטרי, אנגליה, מסייעים בגישור הפער בין הקונספט לתעשייה ע”י אספקת המשאבים הנדרשים להבאת תוכנית מהשלב של מחקר ראשוני (TRL 1 – TRL 3ׂ) עד לשימוש מסחרי (TRL 7 – TRL 9). ניסיון נוכחי ב- MTC הינו מחקר בתחום של טכניקת הדפסה תלת מימדית הידוע כ- Shaped Metal Deposition (SMD).
“ל- SMD יש יתרונות על פני טכנולוגיות הדפסה תלת מימדית מבוססות אבקות”, אומר בורחה לזארו טוראלס, מהנדס המחקר ב- MTC, אשר השתמש בתוכנת ®COMSOL Multiphysics בכדי לתכנן מודל ויישום סימולציה של תהליך ה- SMD (איור 1). “בין היתרונות של SMD ניתן למנות שיעורי דפוזיציה גבוהים יותר, האפשרות לבנות תכונות חדשות על גבי רכיבים שהתקיימו קודם לכן, ואפילו השימוש בחומרים רבים על אותו החלק”.

מתקשרים עם המורכבות בעזרת יישומי סימולציה
MTC ניצלו את ה- Application Builder החדש של ®COMSOL במטרה להתמודד ביותר יעילות עם רעיונות תכנון מורכבים על פני מחלקות סימולציה ותהליכים רבות, וכדי לאפשר למשתמשי היישומים לחקור ביתר קלות את התוצאות של התכנונים המוצעים. ללא השימוש ביישום סימולציה, הבדיקה והוולידציה של התכנון יהיו גוזלי זמן וכסף רבים הרבה יותר, ע”י שימוש בבדיקות פיזיקליות בלבד, בשל החומרים שנעשה בהם שימוש ב- SMD.
סימלוץ SMD מצריך פתירת אנליזה תרמו-מכאנית תלויית זמן מצומדת, אשר חוזה עודפים של מאמצים תרמיים ודפורמציה, אשר מתעוררים במחזורים של SMD תרמי. ” בנינו יישום ב- Application Builder המאפשר למשתמש לחזות האם תהליך הדפוזיציה ייצר חלקים אשר נופלים בתוך הטולרנסים המבוססים שלהם” אומר לזארו טוראלס. “אם לא, אז היישום מספק דרך ידידותית וחסכונית לסימלוץ וריאציות רבות של התשומה עד שהתוצאות מגיעות לדפורמציה סופית מקובלת”.
עם היישום הזה, המשתמשים יכולים להתנסות בקלות עם גיאומטריות שונות, מקורות חום, דרכי דפוזיציה, וחומרים, בלי להיות מוטרדים ממורכבויות המודל. שתי גיאומטריות פרמטריות מוגדרות מראש כלולות ביישום, וניתן גם לייבא גיאומטריה מותאמת.
כרגע היישום נמצא בשימוש אצל חברים בצוות של MTC שאין להם את הניסיון בסימולציה בכדי לחקור באופן עצמאי חלקים שונים ופרוייקטים עבור הלקוחות שלהם. “אם לא היישום, מומחי הסימולציה שלנו היו חייבים לבדוק כל פרוייקט אותו רצינו לחקור, דבר אשר היה עשוי להפחית את זמינות המשאבים המיומנים. ע”י שימוש ב- Application Builder, אנחנו יכולים כעת לספק ממשקי יישום ידידותיים לצוותים אחרים ב- MTC.
“השימוש ביישומי סימולציה יסייע לנו בפריסת טכנולוגיות עם TRL גבוה יותר עבור השימוש הפרקטי שלהם בסביבה תעשייתית. ה- Application Builder מספק לנו פלטפורמת פיתוח עוצמתית איתה אנחנו יכולים לארוז מודלים מולטיפיזיקליים מורכבים ולהופכם נגישים לציבור הרחב”.

“פיתוח חומרים והתקנים תרמו-אלקטריים ומידול בשיטת האלמנטים הסופיים באמצעות ®COMSOL Multiphysics” – עבודת מחקר של הסטודנט עדן חזן במסגרת התואר השני בחוג להנדסת חומרים – אוניברסיטת בן גוריון, בהנחיית ד”ר יניב גלבשטיין

פיתוח חומרים והתקנים תרמו-אלקטריים ומידול בשיטת האלמנטים הסופיים באמצעות ®COMSOL Multiphysics עבודת מחקר של הסטודנט עדן חזן במסגרת התואר השני בחוג להנדסת חומרים - אוניברסיטת בן גוריון, בהנחייתו של...
מאמרים נוספים שעשויים לעניין אותך

סימולציה ב- ®COMSOL Multiphysics מסייעת בהערכת התנהגות צינורות פלדה ומציאת פגמים מבחינה אלקטרומגנטית

סימולציה ב- ®COMSOL Multiphysics מסייעת בהערכת התנהגות צינורות פלדה ומציאת פגמים מבחינה אלקטרומגנטית חברת סלזגיטר מנסמן פורשונג משתמשת בסימולציה על מנת לאמוד את התנהגותם של צינורות פלדה במהלך בדיקה אלקטרומגנטית, ובכדי...
מאמרים נוספים שעשויים לעניין אותך

טכניקת הפעלה לרובוטים מיניאטוריים פותחה בעזרת סימולציה מולטיפיזיקלית ב- ®COMSOL Multiphysics

טכניקת הפעלה לרובוטים מיניאטוריים פותחה בעזרת סימולציה מולטיפיזיקלית ב- ®COMSOL Multiphysics חוקרים בוועדה הצרפתית לאנרגיה אטומית ואנרגיות חלופיות הופכים מניפולטורים רובוטיים מיניאטוריים לקלים יותר...
מאמרים נוספים שעשויים לעניין אותך

גלוקומטר לבדיקת רמות גלוקוז בדם לחולי סכרת פותח בעזרת ®COMSOL Multiphysics

גלוקומטר לבדיקת רמות גלוקוז בדם לחולי סכרת פותח בעזרת קומסול מולטיפיזיקס בדיקה עצמית של רמות גלוקוז בדם היא חיונית לחולי סכרת, אשר באופן קבוע ברחבי העולם מבצעים את הרוטינה של הנחת טיפת דם על סטיק מפלסטיק, והכנסתו לתוך...
מאמרים נוספים שעשויים לעניין אותך

בוחרים את התבנית המתאימה לאנטנות החמקן בעזרת ®COMSOL Multiphysics

בוחרים את התבנית המתאימה לאנטנות החמקן בעזרת ®COMSOL Multiphysics קבוצת Altran מובילה עולמית בחדשנות והייטק בתחומי חלל ותעופה, כלי רכב ממונעים, אנרגיה, רכבות, ועוד. הקבוצה עובדת על פרויקט שקשור למחקרים אודות בנייתן...
מאמרים נוספים שעשויים לעניין אותך

®COMSOL Multiphysics מסייעת בטיפול MRI יעיל יותר לאיתור גידולים סרטניים

®COMSOL Multiphysics מסייעת בטיפול MRI יעיל יותר לאיתור גידולים סרטניים בפרויקט שממש פורץ את הגבולות של מה שנחשב לאפשרי, צוות מטעם ה Cross Cancer Institute בקנדה משלב את האיכות יוצאת הדופן של דימות תהודה מגנטית (MRI) עם...
מאמרים נוספים שעשויים לעניין אותך

בואינג בונה סימולציות ב- ®COMSOL Multiphysics של התפשטות חום בתרכובות בעלות רדיד מתכת מורחב עבור הגנה מפני ברקים בכלי טיס

בואינג בונה סימולציות ב- ®COMSOL Multiphysics של התפשטות חום בתרכובות בעלות רדיד מתכת מורחב עבור הגנה מפני ברקים בכלי טיס: מטוס הבואינג 787 דרימליינר הינו חדשני בכך שיותר מ- 50% ממנו עשויים פלסטיק...
מאמרים נוספים שעשויים לעניין אותך

אופטימיזציה עם יישומי סימולציה ב- Application Builder לטכניקות הדפסה תלת-מימדית

אופטימיזציה עם יישומי סימולציה ב- Application Builder לטכניקות הדפסה תלת-מימדית לקיחת קונספט של טכנולוגיה חדשה משלב המחקר הראשוני ועד לפתרון המתאים לשימוש תעשייתי, מצריכה בדיקות קפדניות וולידציות....
מאמרים נוספים שעשויים לעניין אותך