Arbetsbeskrivning

BAE Systems Bofors utvecklar avancerad försvarsmateriel och har cirka 850 medarbetare i Karlskoga, Karlstad och Örebro, som en del av den globala koncernen med över 100 000 anställda. Vi välkomnar årligen studenter för examensarbeten i Karlskoga, vilket är en utmärkt chans att lära känna vår organisation och ta steget mot en anställning.

Vill du göra ditt examensarbete i en högteknologisk miljö där teori möter praktik?

Gör ditt exjobb på BAE Systems Bofors och var med och utveckla framtidens försvarssystem genom avancerade simuleringar och tester. Du arbetar i nära samarbete med erfarna experter i en innovativ miljö där dina idéer uppmuntras och ger dig en verklig inblick i rollen som analysingenjör. Vi ser examensarbeten som en naturlig väg till anställning, och flera av våra tidigare exjobbare är idag en fast del av vårt team.

Numerisk modellering av snabba tryckförlopp i gasgenererande kammare med OpenFOAM

Bakgrund

Snabba tryckförlopp i gasgenererande kammare förekommer i många tekniska system, där gas bildas i en begränsad volym och strömmar genom kanaler och komplex geometri. Tryckutvecklingen beror både på hur gasen genereras (t.ex. genom förbränning av ett drivmedel) och hur den strömmar och expanderar.

I dag används olika typer av beräkningsmodeller, från enkla 0D/1D- och 2D-modeller till högupplösta 3D-CFD- och FE-modeller. En viktig fråga är när en enklare modell är tillräckligt bra och när högre modellfidelitet motiveras av krav på noggrannhet och detaljnivå.

Ökad modellfidelitet ger möjlighet att beskriva fler fysikaliska fenomen och lokala effekter, men innebär samtidigt ökad komplexitet och beräkningskostnad. En central frågeställning är därför vilken modellnivå som krävs för att beskriva olika delar av förloppet med tillräcklig noggrannhet.

OpenFOAM är en öppen och väl beprövad CFD-kod för kompressibla, transienta flöden som kan utökas med egna källtermer och partikelmodeller. Det gör verktyget väl lämpat för studier av gasdynamik i gasgenererande kammare.

Syfte

Att utveckla och använda en 3D-CFD-modell i OpenFOAM för att studera snabba tryckförlopp i en gasgenererande kammare, och genom jämförelse med enklare 0D/1D/2D-modeller analysera när olika modellfideliteter är lämpliga med avseende på noggrannhet, beräkningstid och användbarhet.

En ytterligare frågeställning är hur olika representationer av gasgenereringen påverkar simuleringsresultaten och vilka fysikaliska fenomen som behöver modelleras explicit för att uppnå önskad prediktionsförmåga.

Innehåll och arbetsuppgifter

• Litteraturstudie kring snabba tryckförlopp i gasgenererande kammare, modeller för gasproduktion (brinnlagar, källtermer) samt vanliga 0D/1D/2D- och 3D-metoder inom området.

• Framtagning eller förenkling av en representativ geometri för kammare och kanaler, samt generering av beräkningsnät (t.ex. med snappyHexMesh).

• Uppställning av en transient, kompressibel OpenFOAM-modell med relevanta rand- och initialvillkor.

• Implementering/konfiguration av modeller för gasutveckling från drivmedel och jämförelse mellan olika sätt att representera drivmedlet:

  • som en lumpad gasproducerande volym,

  • som en rumsupplöst volym i 3D,

  • som möjlig fördjupning, som diskreta korn (Lagrange-partiklar) där rörelse och omfördelning kan studeras.

• Genomförande av simuleringar för representativa lastfall och jämförelse av tryck–tid-förlopp, flödesfält, i förekommande fall kornrörelse, samt beräkningstid mellan de olika modellfideliteterna.

• Jämförelse med resultat från enklare 0D/1D/2D-modeller och analys av avvikelser och överensstämmelse.

• Analys av sambandet mellan modellernas komplexitet, beräkningskostnad och förmåga att beskriva relevanta fysikaliska fenomen.

• Framtagning av riktlinjer för när enklare modeller är tillräckliga och när 3D-CFD är motiverad, samt hur olika modellnivåer kan kombineras i en generell utvecklings- och analysprocess.

Förväntade resultat

En fungerande och dokumenterad 3D-CFD-modell i OpenFOAM för snabba tryckförlopp i en gasgenererande kammare. En kvantitativ jämförelse mellan olika modellfideliteter (0D/1D/2D vs 3D-CFD, samt olika drivmedelsrepresentationer). Ökad förståelse för vilka fysikaliska fenomen som har störst betydelse för modellernas prediktionsförmåga. Praktiska rekommendationer för val av modellnivå i framtida studier av liknande system.

Profil / förkunskaper

Goda kunskaper i strömningsmekanik, gärna grundläggande kunskaper inom kompressibel strömning. Grundläggande erfarenhet av numeriska metoder/CFD. Vana vid Linux-miljö; erfarenhet av OpenFOAM, C++ och/eller Python är meriterande. Intresse för gasdynamik, numerisk modellering och analys av snabba transienta förlopp.

Praktiskt:

• Examensarbete 30 hp (civilingenjör)
• Start under våren 2026.
• Tillsättning och tidsomfattning sker i samråd med dig som student.
• Plats: Karlskoga/Karlstad

Vill du veta mer om exjobbet?

Kontakta Andreas Hörberg: [email protected]

Om du är redo att ta nästa steg i din karriär, välkommen att skicka in din ansökan med CV och personligt brev till BAE Systems Bofors, senast 2026-10-31, och bli en del av ett innovativt team som gör skillnad!

Varmt välkommen med din ansökan!