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 !
Themenbezogene Beiträge und Projektbeispiele
zurück zur Hauptseite