De ruimte om creatief te zijn | Technisch Weekblad
Partner content

Levensechte simulatie met multifysica software


De ruimte om creatief te zijn

Mark van der Heijden | vrijdag 28 mei 2021

Als ingenieur denk je in oplossingen. Een probleem moet aangepakt worden, of er moet een nieuwe toepassing worden bedacht. Dan is het prettig om die oplossingen direct te kunnen uitproberen met de multifysica simulatiesoftware van COMSOL. Het biedt ingenieurs de ruimte om creatief te zijn.

Als voorbeeld: de kabels naar een windmolen op zee zijn een combinatie van technieken. Door de kabels loopt elektriciteit, een internetverbinding en soms leidingen voor hydrauliek. De kabels moeten op een rol worden gelegd voor transport naar zee. ‘Een heel praktisch probleem voor de producenten is hoe groot de rol moet zijn en hoe krom ze de kabel kunnen buigen’, zegt Gerard Hegemans, managing director van COMSOL.

>>> Download hier de diepgravende whitepaper over het modelleren en simuleren van thermisch gedrag in gebouwen


Een ander voorbeeld is een kerk in Delft die met een heel ander probleem zat. De kerk zette op zaterdagavond de verwarming aan, zodat het op zondagochtend warm was. ’s Avonds ging de verwarming weer uit. ‘Dat was slecht voor het houtwerk, dat begon te krimpen en scheuren. Voordat ze de verwarming opnieuw inrichten, willen ze weten hoe dat slim op te zetten.’

Trial and error is natuurlijk een manier om er achter te komen hoe krom een kabel kan zijn, of hoe een kerk op een goede manier kan worden verwarmd, maar het duurt ook vrij lang. ‘Testen brengt je gauw een paar weken verder. Als een computermodel kan voorspellen, kun je daarna volstaan met maar één keer testen.’

COMSOL biedt dat computermodel. De multifysica simulatiesoftware kan de invloed van verschillende natuurkundige processen tegelijk verwerken. De belangrijkste daarin: sterkteleer, blijft iets heel; warmteleer, hoe voer ik warmte af; en stromingsleer, voor het verplaatsen van vloeistoffen of gassen. Ook akoestiek, elektromagnetisme en de fysica van plasma kunnen tegelijk worden verwerkt.

‘Dat werkt uitstekend’, verzekerd Hegemans. ‘Een voorbeeld: een luchtlager heeft geen kogels maar een luchtkussen tussen de bewegende delen. Traditioneel worden de stromingen van de lucht en de vervormingen van de delen los van elkaar berekend. Dit houdt in dat je een paar keer heen en weer zult moeten gaan met je berekeningen. Door onze multifysica aanpak kun je gelijktijdig doen met onze software.’

De software heeft een koppeling met de meeste CAD-leveranciers om de tekeningen van gebouwen, voertuigen of andere producten snel te kunnen inlezen.

‘Het is fascinerend hoeveel je met deze techniek kan doen. Het werk gaat sneller en goedkoper. Er worden minder fouten gemaakt, en dat betekent een beter product’, zegt Hegemans. ‘Als laatste voorbeeld: ons programma werd gebruikt om hinderlijke trillingen op te sporen in een windmolen: trillingen in de tandwielkast deden de mast trillen. Er is berekend waar, aan de binnenkant van de mast, het beste dempingsbekleding aangebracht kon worden. Werk dat normaal dagen duurt om uit te proberen, was in een paar uur klaar.’

‘En ingenieurs kunnen gaan experimenteren met andere technieken. Wat zal er gebeuren als ik een matrijs voor een mal verwarm met water in plaats van een elektrisch circuit? Wat gebeurt er als ik geluidstrillingen gebruik zodat het product sneller uit de mal losschiet? Hiermee kun je fantastisch experimenteren. Het geeft de ingenieur de ruimte om creatief te zijn.’

>>> Download hier de diepgravende whitepaper over het modelleren en simuleren van thermisch gedrag in gebouwen