3D-CFD-Strömungssimulation

Dreidimensionale (3D) CFD-Strömungssimulation ist eine Methode in der numerischen Strömungsmechanik (englisch computational fluid dynamics, CFD), um beispielsweise die Auslegung von durchströmten Maschinen und Prozessen, in denen Strömungsphänomene eine Rolle spielen, ressourcenschonend zu gestalten. Mit ihr ermittelt man strömungstechnische und thermische Größen sowie Wechselwirkungen mit anderen technisch relevanten Parametern wie Drücke und Temperaturen. Wärme- oder Stofftransport wird via Strömungssimulation erfasst und dargestellt. So lassen sich beispielsweise Totzonen innerhalb des Spülprozesses von Geometrien identifizieren.

Mögliche Druckverluste, Massenströme und Wärmeübergänge für die verbundenen Elemente komplexer strömungstechnischer und wärmetechnischer Systeme und Anlagen können frühzeitig entdeckt werden. Die Simulation kann je nach Programm und Problem stationär und/oder instationär (zeitabhängig)[1] erfolgen. Hierfür werden die entsprechenden Erhaltungsgleichungen (Navier-Stokes-Gleichungen, Energieerhaltung) gelöst.

Ein anwenderfreundliches Programm für individualisierte 3D-CFD-Strömungssimulationen ist „Strömungsraum“ von Ianus Simulation. Die Berechnungen erfolgen hierbei mit Hilfe eines FEM (Finite-Elemente-Methodik-Codes) an einem digitalen Zwilling.Hierdurch können also mögliche Fehler der Geometrie erkannt und bei der digitalen Optimierung berücksichtigt werden.

Siehe auch

Literatur

  • Eckart Laurien, Herbert Oertel jr.: Numerische Strömungsmechanik: Grundgleichungen und Modelle ‒ Lösungsmethoden ‒ Qualität und Genauigkeit. 6., überarb. und erw. Aufl., Springer Vieweg, Wiesbaden [2018], ISBN 978-3-658-21059-5.
  • Michael Schäfer: Numerik im Maschinenbau. Springer, Berlin 1999, ISBN 3-540-65391-0.

Weblinks

Einzelnachweise

  1. ↑ Eckart Laurien, Herbert Oertel jr.: Numerische Strömungsmechanik: Grundgleichungen und Modelle ‒ Lösungsmethoden ‒ Qualität und Genauigkeit. 6., überarb. und erw. Aufl., Springer Vieweg, Wiesbaden [2018], ISBN 978-3-658-21059-5, S. 79 ff.