Die CFD- Simulation bezeichnet eine numerische Strömungssimulation, wobei CFD die Abkürzung für „Computational Fluid Dynamics“ (deutsch: „Numerische Strömungsmechanik“) ist. Das Ziel dieses Simulationsverfahrens ist es, Strömungen und Strömungsverläufe rechnerisch nachzuahmen. Auf diesem Wege ist es möglich, Strömungswege und -verläufe zu visualisieren und analysieren, ohne eine tatsächliche Strömungsmessung durchzuführen. Weiterhin können Sie mit Hilfe einer CFD-Simulation Strömungen besser verstehen und vor allem folglich Bauteile und Systeme optimieren.
Darüber hinaus können Sie mit Hilfe einer CFD-Simulation die Strömungen und vor allem Funktionsweise und Leistung bereits in der Entwurfsphase besser verstehen und kritische Bereiche finden. So werden weniger Ressourcen verbraucht, noch bevor Fertigungskosten entstehen, und somit Komponenten und Systeme optimiert.
Eine Simulation der Strömung ist im Vergleich zu einer Strömungsmessung
- schneller
- kostengünstiger und
- erfordert keinerlei Sicherheitsvorkehrungen.
Die numerische Strömungssimulation ist vor allem ein wichtiges Entwicklungstool, falls eine Messung zu zeit-, kostenintensiv oder aus Sicherheitsgründen nicht möglich ist. Darüber hinaus bezieht sich der Nutzen auf den Energieverbrauch jeglicher technischer Geräte und Fahrzeuge, die mit Gas, Luft oder Flüssigkeiten um- oder durchströmt werden. Beispielsweise ist sowohl bei einem PKW, Turbolader, Pumpe, Rohrleitung als auch einem Staubsauger, der Energieverbrauch direkt von Strömungs- bzw. Druckverlusten abhängig. Die Ursache eines Strömungs- bzw. Druckverlusts sind Strömungsablösungen, auch Rezirkulationen genannt. Diese werden unter anderem durch Bauteilelemente hervorgerufen, die sowohl in der Strömungsführung und scharfe Umlenkungen als auch in unsteten Querschnittserweiterungen liegen. Durch eine CFD-Simulation können Sie ungünstige Strömungsverläufe frühzeitig im Entwicklungsprozess entsprechend enttarnen und minimieren. Eine CFD-Simulation ist folglich ein Werkzeug, um strömungsführende Bauteile und Systeme gezielt zu optimieren und vor allem energieeffizient zu gestalten.
Was ist eine CFD- Simulation? – Ein kurzer mathematischer Hintergrund
Strömungen und verwandte Phänomene können zwar mit Differentialgleichungen beschrieben, aber nicht analytisch gelöst werden (von wenigen Spezialfällen abgesehen). Die numerische Strömungsmechanik nutzt verschiedene mathematisch-physikalische Modellgleichungen, um durch näherungsweises Berechnen der Gleichungen eine technisch verwendbare Strömungslösung zu erreichen. Die dabei am häufigsten genutzten Modellgleichungen sind beispielsweise sowohl die Navier-Stokes-Gleichungen, Euler-Gleichungen, Stokes-Gleichungen als auch die Potentialgleichungen.
Was ist eine Strömungssimulation? – Die Anwendungsbereiche
Strömungsmechanisch bedingte Herausforderungen umfassen allgegenwärtige Probleme in Bezug sowohl auf Druckverlust, Gleichverteilung und Wärmeübertragung in komplexen Systemen als auch Energieverbrauch. Eine CFD-Simulation wird zudem typischerweise auf Strömungen von Flüssigkeiten, Gasen und Schüttgütern angewandt. Darüberhinaus erstreckt sich der Nutzen einer Strömungssimulation daher über diverse Branchen, Produkte und Prozesse. Beispiele hierfür sind
- Umströmung von Fahrzeugen, Flugkörpern, Schiffskörpern
- Motorkühlungen, Batteriekühlungen
- KFZ-Klimatisierung
- medizinische Inhalatoren, Filter
- Wärmetauscher
- Mischer
- Staubsauger, Staubsaugerdüsen
- Auslegung und Optimierung von Pumpen
- Aerodynamik von Helmen, Fahrrädern, Skibindungen
- Brenner, Öfen, Druckkessel, Abgasnachbehandlung
Auf diesen Seiten erfahren Sie ebenfalls, wie Sie mit Hilfe von CFD-Simulationen Ihren Produktentwicklungsprozess beschleunigen und optimieren können.
Neugierig geworden ?
Informieren Sie sich über unser gesamtes Dienstleistungsangebot und nehmen Sie Kontakt zu uns auf !
Deutsch 
English (UK) 
Español 