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Weihnachtssoftware und ein Schlitten

2 Min. Lesezeit
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23. Dezember 2016
Weniger Verwirbelungen, schnellerer Schlitten: Der digitale Zwilling wird genau unter die Lupe genommen.
Weihnachten ist Stress für den Weihnachtsmann: Geschenke ausliefern mit einer Deadline am Heiligen Abend. Da ist es manchmal recht einsam, trotz der Rentiere, die den Weihnachtsmann begleiten. Jede Verkürzung der Reisezeit ist daher willkommen. Siemens-Experte Chris Beves will dem Weihnachtsmann helfen.
„Nachdem der Weihnachtsmann mir bereits viele Geschenke gemacht hatte, dachte ich, ich könnte einmal ihm behilflich sein. Denn eines hatte mich schon lange beschäftigt - die Aerodynamik oder eben Nicht-Aerodynamik seines Schlittens. Da gab es einiges zu tun“, kommentierte Chris Beves den Start des Projekts. Die Grundlage war ein digitaler Zwilling des klassischen Schlittens, dessen Schwächen es knallhart aufzudecken galt. Eine Analyse der Luftströmung, die sogenannte computational fluid dynamics (CFD), analysiert, designt und testet die Strömung des alten Schlittens in einer virtuellen Welt.
„Ich sah mir den Luftwiderstand und Auftrieb seines klassischen Schlittens mit acht Rentieren mal genauer an. Dabei nahm ich eine durchschnittliche Geschwindigkeit von 350 km/h an, denn ungefähr an diesem Punkt ist die entstehende Reibung so stark, dass Rudolphs Nase anfängt zu glühen“, erklärt Beves die Vorgehensweise. Verwirbelungen hier, Luftwiderstand da: Schnell war klar, dass der Umstieg auf eine aerodynamischere Variante seines Schlittens dem Weihnachtsmann echte Vorteile bieten konnte. Die klassische Variante war ein echter Energieverschwender – vor allem für Rudolph und seine Freunde. Nach Beves‘ Analyse müssen der Weihnachtsmann und seine Rentiere rund 900 Kw Leistung aufbringen, um den ihnen entgegen gebrachten Widerstand zu überwinden. Klar, dass diese keinen Huf vom Boden bekommen würden, wenn sie nicht wegen ihrer für einen Ingenieur unbegreiflichen und besonderen Schubkraftfähigkeiten gezüchtet würden.

Schneller Schlitten

Die CFD-Ergebnisse des klassischen Schlittens zeigen durch die Strömungslinien eindeutig wo der Widerstand verringert werden kann. „Mir war sofort klar: Ein stromlinienförmigeres Design macht den Schlitten nicht nur schneller, sondern sogar noch größer, also mehr Geschenke pro Fracht“, so Beves. Die alten Kufen wurden durch drei widerstandsarme Skier ersetzt, die Geschenke bedeckt jetzt eine Verkleidung hinter dem Weihnachtsmann, die gleichzeitig auch den Luftwiderstand seines Plätzchen-gestählten Körpers minimiert. Diese kleinen Änderungen führen schon zu einer Reduktion des Widerstandes um 30%.  Der zusätzliche Einbau von Winglets vorne am Schlitten führt dazu, dass er sogar etwas Auftrieb erhält.
„Mit einem mit STAR-CCM+ neu designtem Schlitten liefert der Weihnachtsmann die Geschenke schneller und effizienter aus“, resümiert Chris Beves sein Projekt. „Jetzt heißt es anschnallen für den Weihnachtsmann! Denn bei gleichbleibender Leistung von 900 Kw wie beim alten Schlitten bringen es Rudolph und seine Freunde im neuen Schlitten auf fast 400 km/h.“ Nächstes Jahr ist der Weihnachtsmann also schon am 22. Dezember fertig!