Simulazione e progettazione eVTOL

Con l'aumento della popolazione mondiale urbanizzata, la sfida incombente della congestione del traffico è destinata a diventare sempre più importante nei prossimi anni. La mobilità aerea urbana promette di essere parte integrante del futuro dei trasporti. A basse emissioni, sicuri e silenziosi, i veicoli elettrici a decollo e atterraggio verticale (eVTOL) rappresentano una soluzione efficiente ed ecologica a questo problema.

Molte aziende hanno iniziato a sviluppare diverse soluzioni. Con l'arrivo dei primi prodotti sul mercato e la maturazione delle certificazioni, le opportunità commerciali di questo segmento iniziano a concretizzarsi e la competizione per l'adozione diffusa inaugura una nuova era della mobilità aerea urbana.

Il mercato degli eVTOL presenta una buona dose di sfide in tutte le fasi di progettazione, dai requisiti alla valutazione architettonica e concettuale, alla modellazione del sistema, alla progettazione, ai test e alla certificazione. A seconda del mercato di riferimento di ciascuna offerta, l'entità di questa pietra miliare può essere notevole. Tuttavia, è evidente la pressione per essere i primi sul mercato con prodotti innovativi.

Dassault Systèmes, con oltre 40 anni di esperienza nella tecnologia aerospaziale, fornisce soluzioni specializzate per supportare i produttori di eVTOL in tutto questo percorso, dalla raccolta delle fonti di tutti i requisiti alla convalida e alla verifica per la certificazione. Queste soluzioni di simulazione e progettazione eVTOL catturano tutti gli aspetti del funzionamento aziendale in un unico ambiente, la piattaforma 3DEXPERIENCE.

Nelle sezioni seguenti verranno trattati i seguenti argomenti:

• In che modo l'approccio MODSIM aiuta a migliorare il processo decisionale nella fase di progettazione preliminare, fondendo il CAD con la simulazione
• In che modo i solutori di SIMULIA Fluids forniscono strumenti per la progettazione, la valutazione e l'ottimizzazione delle caratteristiche aerodinamiche e aeroacustiche.
• In che modo lo sviluppo della tecnologia delle batterie, che ha un'importanza cruciale, trae vantaggio da una serie di soluzioni per la modellazione chimica, l'ingegneria delle celle delle batterie e l'ingegneria dei moduli e dei pacchi batteria.
• Infine, come possono essere simulati specifici scenari di certificazione e come la simulazione può sostituire i test. Le funzionalità Structure ed Emag consentono di convalidare i modelli per gli scenari di collisione con volatili e fulmini, al fine di garantire l'operatività in condizioni reali e la fattibilità della certificazione.

Per restare all'avanguardia in questo settore emergente, i produttori di eVTOL hanno bisogno di nuovi strumenti e metodi per semplificare e accelerare il processo di progettazione. Un aspetto critico riguarda l'efficienza e la connettività di questi strumenti di ingegneria che consentono ai team di collaborare, analizzare rapidamente le alternative di progettazione e convalidarne la fattibilità fin dalle prime fasi di sviluppo. La piattaforma 3DEXPERIENCE supporta gli ingegneri addetti alla progettazione preliminare con funzionalità CAD parametriche di alto livello, modellazione e simulazione interdisciplinare e tecnologie di ottimizzazione all'avanguardia, tutte strettamente integrate in un unico ambiente di facile utilizzo.

Affinché gli eVTOL possano essere utilizzati su larga scala, la loro impronta acustica deve confondersi con i rumori di fondo urbani, il che equivale a un livello considerevolmente basso per un aeromobile. La fase di progettazione deve quindi considerare la generazione e i livelli di rumore comunitario fin dalle prime fasi. È necessario considerare sia il rumore a banda larga sia quello tonale ed esaminare i molteplici meccanismi di generazione del rumore. La natura delle transizioni di volo degli eVTOL crea anche problemi di minimizzazione del rumore emesso dalle interazioni tra i vortici generati dalle punte delle eliche. Con SIMULIA PowerFLOW, la simulazione del flusso transitorio consente di prevedere tutti questi fenomeni già nella fase di progettazione preliminare.