Wie sich ein Airbag entfaltet

27. März 2002, 18:21
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Fraunhofer-Forscher berechnen Strömungsverhältnisse mit Partikelverfahren

Kaiserslautern - Mathematiker vom Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) können mit Hilfe eines Partikelverfahrens simulieren, wie sich ein Airbag entfaltet. Die Crash-Test-Software mit dem neuen Verfahren soll erstmals auf der Hannover Messe 2002 vom 15. bis 20. April vorgestellt werden.

"Airbags sorgen trotz ihrer wichtigen Funktion auch immer wieder für Negativschlagzeilen", weiß Jörg Kuhnert vom ITWM. Nämlich dann, wenn Fahrer oder Beifahrer durch den Airbag selbst schwer verletzt werden. Den Wissenschaftlern gelang es, die komplizierten Strömungsverhältnisse, die beim Öffnen des Airbags entstehen, zu berechnen. Damit können Kräfte, die bei der Entfaltung der Airbags entstehen, in eine Crash-Simulation mit einbezogen werden. In letzter Konsequenz lassen sich Airbags laut den Forschern künftig sogar auf die jeweiligen Fahrzeuglenker oder Beifahrer einstellen.

Foto: ITWM

Auftraggeber, die komplexen Strömungsverhältnisse in Airbags zu berechnen, war der französische Softwarehersteller ESI, der dem Trend zahlreicher Autoproduzenten folgt, die Zahl echter Crash-Tests zu reduzieren. "Reale Unfälle, bei denen Fahrzeuge gegen die Wand knallen und Dummis durch die Luft wirbeln, sind teuer", so Kuhnert. Bei jedem Test werde ein Auto für zehn- bis zwanzigtausend Euro zu Schrott gefahren.

Zur Berechnung der Vorgänge im Inneren des Luftkissens benutzen die Experten ein spezielles mathematisches Verfahren, das auf die hochgradig veränderliche Geometrie der Airbag-Entfaltung eingeht. "Wenn man diesen komplexen Vorgang nach herkömmlichen Berechnungen mathematisch darstellen will, müsste man für jedes Zeitintervall während der Explosion - vom klein zusammengefalteten Sack bis zum dicken Kissen - ein eigenes Netz berechnen", erläutert Kuhnert. Aus diesem Grund werden die Strömungsverhältnisse mit einem Partikelverfahren berechnet, bei dem mathematisch dargestellt wird, wie sich die Partikel mit der Strömung bewegen. "Die Partikel dienen als Informationsträger für die strömungsdynamischen Felder." Die Wissenschaftler haben so ein Softwaretool entwickelt, dass das explosionsartige Aufblasen des gefalteten Airbags realistisch simuliert. "Die Simulationsergebnisse stimmen mit den real erhobenen Messwerten hervorragend überein", so Kuhnert. (pte)

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