Computational Fluid Dynamics - CFD

Die Strömungssimulation findet oft zur Bestimmung von Randbedingungen (z.B. Druck, Temperatur, Wärmeübergang, etc.) weiterer Bauteilbetrachtungen (z.B. 3D – FE – Simulation) Anwendung, kann jedoch auch als alleiniges Verfahren zur Optimierung von Strömungsformen (z.B. Reduzierung des Druckverlusts) verwendet werden.

Aufgrund geringer Rechenzeiten und hohem Validierungsgrad weisen, je nach Komplexität des Problems, etablierte Modelle wie die Euler- oder Potentialgleichungen und eindimensionale Betrachtungen (z.B. Bernoulligleichung, Fannoströmung, Rayleighkurve, etc.) Vorteile gegenüber der CFD - Methode auf.

Dadurch lassen sich zügig Parameterstudien durchführen, die ansonsten in der 3D-Simulation nur stark vereinfacht oder unter hohem finanziellem Aufwand möglich wären.

Wenn die Geometrie des durchströmten Bauteils (z.B. Bestimmung des Durchflussfaktors eines Ventils) oder die detaillierte lokale Beschreibung der Strömung (z.B. Zündstrahlen in einem Motorbrennraum) von Bedeutung ist, wird im Regelfall die numerische Strömungsmechanik auf Basis der Navier – Stokes – Gleichungen angewandt.

Da es sich hierbei um ein zwar mächtiges, aber auch sehr komplexes, aufwändiges und rechenintensives Verfahren handelt, erfordert die Implementierung von Teilmodellen, das Erzielen von konvergenten Lösungen und die letztliche Beurteilung der Rechenergebnisse ein hohes Maß an Erfahrung.

Projekte

1D - Netzwerkmodell zur Auslegung der Kühlung einer Brennkammertragstruktur

Luftzahlverteilung in der Vorkammer eines Großgasmotors

Verteilung der Zündstrahlen in der Hauptkammer eines vorkammergezündeten Großgasmotors

Mit diesen Methoden und Werkzeugen arbeiten wir:

Methoden:

Werkzeuge: