Soluzioni Ingegneria. Real time simulation

Soluzioni Ingegneria. Punto d’incontro e vettore tra la dimensione della ricerca e quella del prodotto. Questa realtà di consulenza in espansione è un frutto degli ambienti universitari (anche il Politecnico di Milano) che si sta evolvendo verso la real time simulation. Si occupa cioè di valutare, in ambiente virtuale, come un componente fisico reagisca a stimoli reali.

TÜV Italia e IPG Automotive

Marco Pezzola e Niccolò Taroni ci hanno illustrato la missione di Soluzioni Ingegneria. «In metafora, è un albero che ha prodotto 6 brevetti e 60 pubblicazioni, con le radici nell’università. Il tronco è nella stessa Soluzioni Ingegneria, i rami sono le start-up. Per gemmazione è nata una società che si occupa di vibroacustica strutturale, HST. Le nostre quattro colonne portanti: la ricerca finalizzata all’innovazione ed al pre-sviluppo, la consulenza strategica, i servizi di oggettivazione prestazionale dei veicoli (standardizzazione), IPG».

«Le nostre origini affondano nella meccanica dei sistemi dinamici. Due partnership ci hanno ulteriormente avvicinato a questo ambiente. La prima con TÜV Italia, per supportare gli OEM del settore autobus nella partecipazione alle gare pubbliche. Si tratta di servizi di ingegneria legati alla misura. La seconda partnership è con IPG Automotive, di Karlsruhe. Questa è specializzata nella ‘real time simulation’, la possibilità cioè di inserire un componente fisico (che sia motore, powertrain o altro) all’interno di un ambiente virtuale, il più realistico possibile, ‘compresso’ in un loop di simulazioni.

In un titolo: “Virtual test driving”. Per intenderci, possiamo indurre il veicolo a reagire a stimoli ambientali come l’attraversamento di un pedone o la frenata improvvisa dell’auto che lo precede. Questo procedimento è fondamentale quando la sperimentazione “tradizionale” su strada non basta. Ad esempio, durante i test dei sistemi di assistenza alla guida (ADAS) o degli algoritmi di guida autonoma».

Parlando di applicazioni…

«La parola chiave è “Real Driving Emissions”. In altre parole, la simulazione al banco di scenari reali per misurare i consumi e il livello di emissioni allo scarico generate dal veicolo.  Le riporto caso concreto. La messa a punto della calibrazione dei veicoli agricoli su ciclo Power mix, un database di profili di missioni. Costruisco il corretto profilo di missioni e, sfruttando il data base, sono in grado di verificare come si collocano gli attori coinvolti all’interno del panel atteso. È un data base super partes, che in Germania rappresenta il quadro di riferimento per gli utenti finali. Al test bed viene sottoposto il motore e il motore più powertrain, che reagisce a stimoli virtuali».

All’atto pratico

«Vuole un esempio? In uno scenario agricolo posso caricare l’aratura del campo su un determinato profilo (regime motore, variabili esogene come temperature e condizioni meteo, immersione, pendenza, carico sulla presa di forza, etc). Questi stimoli di controllo confluiscono al test bed, dove motore e cambio stanno lavorando frenati da motori elettrici, che simulano i carichi alle ruote. L’unità sotto test è quindi a tutti gli effetti reale, i rilievi sono effettivi (in termini di coppia, di emissioni, di consumi). I carichi nascono invece da un ambiente virtuale».

Automotive, agricolo e non solo

«Questo software è una piattaforma aperta. Le applicazioni sono molteplici. Il cliente ci mette il pezzo reale, il resto lo simula lo scenario virtuale. Quando si parla di fluidodinamica per l’ottimizzazione e la messa a punto del motore, all’interno di un ambiente virtuale real time, il motore è una mappa multidimensionale. Un ingegnere Cfd a meccanica calda (che si tratti di lunghezza dei condotti, tempi di iniezione, spray all’interno della camera, moti turbolenti, etc) concorre a mappare il cuore dell’unità endotermica ed elabora quella massa di dati per predire consumo ed emissioni in atmosfera».

L’IMPORTANZA DELLE SIMULAZIONI CFD NEI PROCESSI DI COMBUSTIONE