Genehmigung der CFD-Methode

1.

Zur Bestimmung der Luftwiderstandseigenschaften unter Verwendung einer CFD-Methode gemäß Nummer 3.0.2 ist die Validität der CFD-Methode wie nachstehend beschrieben mit einer Genehmigung zu bestätigen.

(a)

Die Anwendung der CFD-Methode muss Anhang VIII Anlage 1 der Verordnung (EU) 2018/858 entsprechen.

(b)

Die spezifische Validierung mittels physischer Prüfungen ist an zwei verschiedenen Fahrzeugen „A” und „B” durchzuführen, von denen B die Fahrzeugkonfiguration mit dem geringeren Luftwiderstand ist. A und B müssen die folgenden Bedingungen erfüllen:

(i)

Bei mittelschweren und schweren Lastkraftwagen entsprechen sie den Kriterien in Anlage 5 Nummer 4.1. Die Sonderfälle gemäß Anlage 5 Nummer 2 sind ebenfalls zu berücksichtigen.

(ii)

Die Luftwiderstandsdifferenz zwischen den beiden Fahrzeugen muss folgendes Kriterium erfüllen:

ΔCd•Acr0CST 3,5 %•Cd•Acr0CST, avg,A + Cd•ACr0CST,avg,B2

Dabei gilt:

ΔCd•Acr0CST Cd•Acr0CST, avg,A ‐ Cd•ACr0CST,avg,B

Cd·Acr (0) CST,avg,A	Mittelwert der Luftwiderstandswerte von Fahrzeug A, gemessen in einer Reihe von Prüfungen mit konstanter Geschwindigkeit gemäß Nummer 1 Buchstabe d.
Cd·Acr (0) CST,avg,B	Mittelwert der Luftwiderstandswerte von Fahrzeug B, gemessen in einer Reihe von Prüfungen mit konstanter Geschwindigkeit gemäß Nummer 1 Buchstabe d.

(c)

Der Hersteller führt die folgenden Schritte durch, um die Luftwiderstandsdifferenz zwischen A und B mithilfe von CFD zu bestimmen.

(i)

Bei CFD-Simulationen müssen die folgenden Bedingungen erfüllt werden:

(1)

Die in den CFD-Simulationen verwendeten Fahrzeuggeometrien müssen der Einrichtung des Fahrzeugs entsprechen, die in Nummer 3.3 für die Prüfung mit konstanter Geschwindigkeit vorgeschrieben ist.

(2)

Die Luftgeschwindigkeit in der Simulation beträgt 90 km/h für Lastkraftwagen und 100 km/h für Busse.

(3)

Es ist nur ein Gierwinkel von 0 ° zu berücksichtigen.

(4)

Alle Räder (Reifen und Felgen) sind als rotierende Elemente (entweder unter rotierenden Randbedingungen oder als echte rotierende Bauteile) mit der entsprechenden Drehzahl zu modellieren.

(5)

Die untere Begrenzung des Simulationsbereichs ist mit einer Tangentialgeschwindigkeit zu modellieren, die der Fahrtrichtung des Fahrzeugs entgegengesetzt ist.

(6)

Der Simulationsbereich ist mit mindestens 60 Millionen Volumenelementen, einschließlich der entsprechenden Mesh-Verfeinerungen in den Schleppbereichen und anderen wichtigen aerodynamischen Bereichen, zu diskretisieren.

(7)

Bei Verwendung von stationären CFD-Methoden muss die Simulation mindestens 2000 Iterationen durchlaufen.

(8)

Werden transiente CFD-Methoden verwendet, so muss die Simulation mindestens 10 Sekunden Simulationszeit durchlaufen.

(ii)

Die inkrementelle Differenz ΔC_d·A_cr (0) _CFD zwischen Fahrzeug A und Fahrzeug B ist unter Verwendung der CFD-Methode wie folgt zu berechnen:

ΔC_d·A_cr (0) _CFD = C_d·A_cr (0) _{CFD, A} - C_d·A_cr (0) _{CFD, B}

Dabei entspricht C_d·A_cr (0) _CFD dem Durchschnitt von

—

den letzten mindestens 400 Iterationen bei stationären Methoden;

—

den letzten mindestens 5 Sekunden Simulationszeit bei transienten Methoden.

(iii)

Der Wert ΔC_d·A_cr (0) _CFD ist der Genehmigungsbehörde vor Beginn der Prüfungen mit konstanter Geschwindigkeit gemäß Buchstabe d zu übermitteln.

(d)

Für Fahrzeug A und B ist ein Bezugswert für die Luftwiderstandseigenschaften C_d·A_cr (0) _CST,avg,A und C_d·A_cr (0) _CST,avg,B auf der Grundlage einer Reihe von Prüfungen mit konstanter Geschwindigkeit zu bestimmen. Hierbei sind die folgenden Elemente zu berücksichtigen:

(i)

Der Bezugswert für C_d·A_cr (0) _CST,avg ist als arithmetisches Mittel der C_d·A_cr (0) _CST-Werte aus allen verfügbaren Prüfungen mit konstanter Geschwindigkeit, die an einem bestimmten Fahrzeug durchgeführt werden, zu berechnen. Es werden nur gültige Ergebnisse gemäß Nummer 3.10 berücksichtigt. Es ist nicht zulässig, verfügbare und gültige Ergebnisse von Prüfungen mit konstanter Geschwindigkeit für die zu prüfende Fahrzeugkonfiguration von der Bewertung auszuschließen, es sei denn, dies kann gegenüber der Genehmigungsbehörde begründet werden.

(ii)

Das 95%ige Konfidenzintervall (CI₉₅) des Mittelwerts der Prüfdaten, C_d·A_cr (0) _CST,avg, muss innerhalb des Bereichs C_d·A_cr (0) _CST,avg ± 2,5 % liegen, der wie folgt bestimmt wird:

S n •t ≤ 0,025 •x

Dabei gilt:

s ist die Standardabweichung der Stichprobe für C_d·A_cr (0) _CST, definiert wie folgt:

s 1 n‐1 n i 1 x i ‐x 2

x ‐ ist der Mittelwert der Stichprobe für C_d·A_cr (0) _CST, definiert wie folgt:

x 1 n n i 1 x i

n bezeichnet die Anzahl von Prüfungen mit konstanter Geschwindigkeit für die betrachtete Fahrzeugkonfiguration

x_i bezeichnet den Luftwiderstandswert C_d·A_cr (0) _CST aus einer einzigen Prüfung mit konstanter Geschwindigkeit

t ist der Wert für das 95%ige Konfidenzintervall der zweiseitigen t-Verteilung, wie in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1

# Prüfung	t
3	4,303
4	3,182
5	2,776
6	2,571
7	2,447
8	2,365
9	2,306
10	2,262
11	2,228

(iii)

Für jede Fahrzeugkonfiguration sind mindestens drei gültige Prüfungen mit konstanter Geschwindigkeit durchzuführen und bei der Berechnung zu berücksichtigen.

(iv)

Wird das Kriterium gemäß Ziffer ii dieses Unterabsatzes nicht erfüllt, sind zusätzliche Prüfungen mit konstanter Geschwindigkeit durchzuführen.

(v)

Wird das in Ziffer ii dieses Unterabsatzes genannte Kriterium nach Durchführung von elf gültigen Prüfungen mit konstanter Geschwindigkeit nicht erreicht, so gelten alle Prüfungen für diese Fahrzeugkonfiguration als ungültig und dürfen nicht für die Zwecke dieser Anlage verwendet werden.

(vi)

Der Referenzwert für die Luftwiderstandsdifferenz zwischen den beiden Fahrzeugen ΔC_d·A_cr (0) _CST wird wie folgt berechnet:

ΔC_d·A_cr (0) _CST = C_d·A_cr (0) _CST,avg,A - C_d·A_cr (0) _CST,avg,B

(e)

Die Konformität der CFD-Methode wird durch die Erfüllung des folgenden Kriteriums nachgewiesen:

ΔCD•Acr0CST ‐ TOL ΔCD•Acr0CFD ΔCD•Acr0CST + TOL

Dabei gilt:

TOL 0,035·CD•Acr0CST, avg A + CD•Acr0CST, avg B2

2.

Dem Antrag auf Genehmigung der CFD-Methode sind für jedes Fahrzeug A und B die folgenden Angaben beizufügen:

(a)

verwendete CFD-Software einschließlich Versionsnummer

(b)

Werte für C_D·A_cr (0) _CFD in m²

(c)

SHA256-Hash der CFD-Simulationsdatei, einschließlich Geometriedaten, Mesh- und Physikeinstellungen, Domain-Diskretisierung, Randbedingungen und Flussfeldergebnisse. Werden diese Informationen durch die verwendete Software über mehrere Dateien verteilt, so sind diese Dateien in einer einzigen komprimierten Datei (z. B. *.zip oder gleichwertig) zu speichern, und der SHA256-Hash muss dieser einzelnen komprimierten Datei entsprechen. Alle Parameter der Simulationsanordnung wie die Mesh- oder die technischen Parameter, die für die Reproduktion der Simulation erforderlich sind, sowie die zugehörige Version des CFD-Tools sind vom Hersteller zehn Jahre lang aufzubewahren, und der Hersteller muss die Simulation auf Verlangen der Genehmigungsbehörde reproduzieren.

(d)

Rohdaten der Entwicklungskurve von C_D·A_cr (0) _CFD gegenüber Iteration (bei stationären Methoden) oder Zeit (bei transienten Methoden) im CSV-Format.

(e)

Nachverarbeitung von Bildern der CFD-Simulationen gemäß den in den Abbildungen 3 bis 6 in Anhang V der Durchführungsverordnung (EU) 2022/1362 dargestellten Grundsätzen

(f)

Werte für C_D·A_cr (0) _CST und C_D·A_cr (0) _CST,avg

(g)

Beschreibungsbogen für Luftwiderstand gemäß Anlage 2 dieses Anhangs zusammen mit Prüfberichten für jede gültige Prüfung mit konstanter Geschwindigkeit

3.

Die Genehmigung der CFD-Methode erfolgt getrennt für die Anwendung auf Lastkraftwagen und Busse.

4.

Wird die Konformität der CFD-Methode gemäß den Nummern 1 und 2 nachgewiesen, so erteilt die Genehmigungsbehörde eine Genehmigung in Form des Dokuments gemäß Anlage 11.

5.

Die Genehmigung der CFD-Methode wird in den folgenden Fällen erneuert:

a)

Es wird eine Änderung der CFD-Methode vorgenommen, die sich möglicherweise auf die Gültigkeit der Ergebnisse auswirken könnte.

b)

fünf Jahre nach Genehmigung der CFD-Methode

c)

auf Ersuchen der Genehmigungsbehörde

Wird die Genehmigung der CFD-Methode nicht erneuert, so gilt die Genehmigung der CFD-Methode als entzogen, und die CFD-Methode wird nicht mehr für die Zwecke dieses Anhangs angewandt.

Innerhalb der ersten fünf Jahre nach der ursprünglichen Genehmigung kann bei jeder Erneuerung der Genehmigung der CFD-Methode der ursprüngliche Datensatz aus der Prüfung mit konstanter Geschwindigkeit verwendet werden. Danach ist ein neuer Satz von Prüfdaten an verschiedenen Fahrzeugen, sofern solche Fahrzeuge vorhanden sind, für die Erneuerung der Genehmigung der CFD-Methode vorzulegen.