为汽车开发的燃料滤清器必须满足越来越严格的要求，但它们也需要在越来越短的时间内为市场做好准备。陷于这两种需求之间的设计师现在有了一种模拟工具的支持:它计算过滤器设计的所有相关特征——清洁性能、使用寿命等——从而实现高效、有成本效益的开发。
汽车装有许多过滤器:机舱空气过滤器确保污染物和花粉不会进入客舱，燃油过滤器防止固体颗粒破坏燃料回路，机油和传动液过滤器清除机油中的污垢。开发这些过滤器的人面临着许多需求:他们的产品需要承受剧烈的温度波动和振动，必须适合预定的安装空间，并必须符合日益严格的质量标准开发时间越来越短。
过滤器制造商通常采购过滤材料，并通过改变褶皱的安排、外壳设计和进风口和出风口的位置来优化他们的产品。从不同的设计中，他们开发出原型，然后测试所需的特性——这是一项昂贵和劳动密集型的工作。计算机模拟已经在使用中，但这些模拟通常只用于计算通过过滤器的流量。因此，只能在经验的基础上粗略估计清洁性能甚至耐久性(即必须更换过滤器之前的时间长度)。
模拟动态燃油滤清器清洗性能
夫琅和费工业数学研究所ITWM的研究人员现在将一种模拟工具直接交到过滤器开发者手中:“过滤器元件模拟工具箱- FiltEST。”Fraunhofer ITWM的科学家Ralf Kirsch博士说:“我们的工具箱允许开发人员模拟过滤过程本身。这让他们对特定设计的清洁性能做出现实的评价，并预测随着时间的推移会积累多少污垢。”
让这个模拟工具与众不同的是选项来计算无法用标准程序模拟的变量，以及分析过滤器的特性如何随时间变化的能力——考虑到，例如，过滤器将被它捕获的粒子堵塞．过滤器的效率会以多快的速度下降?这对降低压强有多大影响?这对滤液有什么影响呢?
如果一个人想要一个孔一个孔，一个粒子一个粒子地计算这个孔隙，计算工作量是不可能管理的。为了解决这个问题，研究人员采用了一种技巧:他们既不模拟过滤介质中的每一个孔，也不计算通过或停留在过滤器上的单个粒子。“相反,我们将过滤介质视为均匀的连续介质，并与粒子浓度一起工作”,总结了樱桃白兰地。
这是因为对于过滤器制造商来说，在众多的颗粒中，哪些残留在过滤器中是无关紧要的。他们所关心的是过滤器总共能捕捉到多少。这正是这些模型所计算的:通过过滤介质的粒子比例和留在过滤介质后的粒子比例。此外，模拟还可以确定随着时间的推移，由于冲刷效应，有多少颗粒再次从过滤器中被冲刷出去。
来源:弗劳恩霍夫
