Jet Impeller Optimierung eines elektrisch angetriebenen Hydrofoil Surfboards (efoil)

Die Firma VeConcepts entwickelt das elektrisch angetriebene VeFoil Hydrofoil Surfboard, mit dem sich elegant und mit großem Spaßfaktor über der Wasseroberfläche surfen lässt. Viele der Entwicklungen solcher Boards befinden sich derzeit noch in der Prototypenphase, während der die einzelnen Komponenten stetig weiter optimiert werden.

Optimierung des Hydrofoil Surfboard

In einem Projekt mit der Firma FRIENDSHIP SYSTEMS wurde Ende 2018 der Antrieb der VeFoil Serie untersucht und optimiert. Der Jet-Impeller steckt zum Schutz vor Verletzungen in einem Gehäuse und sollte mit Blick auf den Energieverbrauch und die Geschwindigkeit verbessert werden.

Vollautomatisierung der Designerzeugung und Analyse mit CAESES

Mit Hilfe der Software CAESES wurde eine variable parametrische CAD-Geometrie des Impellers aufgesetzt, die dann vollautomatisch gesteuert ein Set von Design Kandidaten generierte. Innerhalb eines geschlossenen Optimierungsloops ließen sich die Designs gleichzeitig vollautomatisch mit dem Simulationspaket OpenFOAM analysieren. Insbesondere das Drehmoment, Druckverhältnisse sowie der erzeugte Schub wurden dabei untersucht und in der Zielfunktion der Optimierung berücksichtigt.

Deutlich verbesserte Performance mit minmalem Aufwand

Anhand einer neuen Impellervariante aus der Optimierung konnte das Board um erstaunliche 10 km/h in der Geschwindigkeit zulegen (von 25 km/h auf 35 km/h). Gleichzeitig sank der Energieverbrauch um ca. 27%.

Für dieses Projekt wurden lediglich ein paar Stunden in die Geometriemodellierung und das Simulationssetup investiert (< 8h). Die eigentliche Optimierung lief dann vollautomatisiert für mehrere Stunden auf einem Clustersystem.

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