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Entwickeln mit Strömungs-berechnungen

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Computational Fluid Dynamics (CFD) – Strömungssimulation – ist in den letzten Jahren zu einem der wichtigsten Werkzeuge in modernen Entwicklungs- und Konstruktionsprozessen geworden. Rechnergestützte Auslegungs- und Optimierungsmethoden auf dem Gebiet der dreidimensionalen Strömungs- und Wärmeübergangsberechnungen in der Entwicklungsphase bedeuten erhebliche Zeit- und Kostenersparnisse.

Der Autor Heinz-B. Niehues ist Mitarbeiter Abtl. Sales and Marketing bei AEA Technology GmbH, Otterfing

Heuristische Versuchsreihen minimieren
AEA Technology gehört mit seiner CFX-Softwarefamilie zu den führenden CFD-Anbietern. Die reichhaltige CFX-Produktpalette ermöglicht es, Strömungen aller Art zu berechnen und zu analysieren. Darüberhinaus bietet das Unternehmen die Ausführung von Berechnungen, die Entwicklung spezieller Softwarekomponenten und den rechnergestützten Entwurf und die Optimierung von Bauteilen an.
Während ihres Entwicklungsprozesses sind viele Unternehmen auf Versuchsreihen angewiesen. Diese erfordern die zeitaufwendige und teure Fertigung von Modellen sowie das Einrichten und Betreiben von Prüfständen.
Bei der Bauteiloptimierung wird häufig heuristisch vorgegangen, da die Versuche kein tieferes Verständnis der Strömung in den untersuchten Konfigurationen liefern. Dieses Vorgehen führt zu einer großen Anzahl von Modellen und Versuchen, mit einem entsprechend hohen Kosten- und Zeitaufwand.
Mit modernen und leistungsstarken CFD-Programmen werden dem Ingenieur Werkzeuge in die Hand gelegt, die es ihm ermöglichen, dreidimensionale Strömungsberechnungen während der Bauteilauslegung auszuführen.
Detaillierter Einblick
Die Ergebnisse solcher dreidimensionalen Strömungs- und Wärmeübergangssimulationen erlauben eine detaillierte Einsicht in lokale Strömungsphänomene. Dadurch können Verlustmechanismen schnell erkannt, beseitigt und optimale Bauteile am Rechner vorentworfen werden. Dies führt zu erheblichen Einsparungen bei den Versuchen und zu einer kürzeren „Time-to-Market“ mit gleichzeitig qualitativ hochwertigen Produkten.
Infolge der rapiden Fortschritte auf diesem Sektor der numerischen Methoden (z.B. Mehrgittermethoden) und der Rechnerhardware, ist es heutzutage möglich, Strömungen nicht nur in einzelnen Bauteilen, sondern in ganzen Baugruppen, bis hin zu Komplettsystemen, mit akzeptablen Rechenzeiten zu berechnen. Eine große Erleichterung stellt hierbei der in der CFX-Software mögliche Geometrieimport aus allen gängigen CAD-Systemen und die automatisierte Gittergenerierung dar.
Produktprogramm
Die CFD-Softwarefamilie umfaßt die Programme CFX-TASCflow, CFX-4 und CFX-5. Die CFX-Software ist auf allen gängigen Unix-Plattformen und auf Windows NT erhältlich.
Einsatzbereiche sind:
– Turbinen, Pumpen, Kompressoren
– Ventilatoren und Gebläse
– Hydraulik und Pneumatik
– Aerodynamik
– Strömungen in und um Fahrzeuge
– Raum- und Gebäudeströmungen
– Verfahrenstechnik
– Chemische Verfahren
– Elektroindustrie (CVD, Kühlung)
– Kraftwerkstechnik
– Öl-, Gas- und Offshore-Industrie
– Feuerausbreitung und –unterdrückung.
Ausführliche Informationen
CFD-Strömungs-
simulation
KEM 510
Internet
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