CFD

Computational Fluid Dynamics

Die numerische Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics, CFD) ist eine etablierte Methode der Strömungsmechanik mit dem Ziel, strömungsmechanische Probleme approximativ mit numerischen Methoden zu lösen.

Die Motivation hierzu ist, dass wichtige Probleme wie zum Beispiel die Berechnung des Widerstandsbeiwerts sehr schnell zu nichtlinearen Problemen führen, die nur in Spezialfällen exakt lösbar sind.

Die numerische Strömungsmechanik bietet eine kostengünstige Alternative zu Versuchen im Windkanal oder Wasserkanal.

Wärmeübertragung

Mittels CFD kann auch an komplexen Geometrien der Wärmeübergangskoefizient an der Oberfläche bestimmt werden.
Damit können bereits in einem frühen Stadium der Entwicklung z.B. mögliche Kühlleistungen berechnet werden.

In dem folgenden Video sieht man eine Prallströmung zur Kühlung einer heißen Platte.
Die Pfeile geben die Richtung der Strömungs-Geschwindigkeit an.
Die Farbe zeigt die Größe der Geschwindigkeit (z.B. rot = schnell).
Die Farbe der Platte gibt den Wärmeübergangskoeffizienten an (z.B. blau = niedrig).

Folgendes Video zeigt ein transientes (zeitabhängiges) Ausströhmen eines Freistrahls zur Kühlung einer heißen Oberfläche.
Die Farbe zeigt die Größe der Geschwindigkeit (z.B. rot = schnell).

Folgendes Video zeigt den Abkühlvorgang nach dem Ausschalten eines Motors im Druckbehälter.
Die Farbe zeigt die Temperatur an.

Strömungssimulation

Von der Simulation des Druckverlustes komplexer Rohrgeometrien bis hin zur Berechnung der Strömung im Laufrad sind sehr viele Aufgabenstellungen denkbar.

Beispiel für die Druckverteilung eines Ventilators mit Laufrad und Gehäuse mit Nebenraum:

Beispiel eines vernetzten Rechengebietes eines Ventilators mit Gehäuse und Nebenraum.
Die Vernetzung mittels „Hanging Nodes“ ermöglicht die optimale Abstimmung des Gitters auf das Rechengebiet und spart trotz Einsatz eines hochqualititativen Hexaeder Netzes Rechenzellen und damit Rechenzeit.

Folgendes Video zeigt die Luftverteilung im Laufrad und Spiralgehäuse eines High-Speed-Radialventilators.
Die Pfeile geben die Richtung der Strömungs-Geschwindigkeit an.
Die Farbe zeigt die Größe der Geschwindigkeit (z.B. rot = schnell).

Folgendes Video zeigt die Stromlinien während ein Servomotor gereinigt wird.
Die Pfeile geben die Richtung der Strömungs-Geschwindigkeit an.
Die Farbe zeigt die Größe der Geschwindigkeit (z.B. rot = schnell).

1D Druckverlustrechnung

ANTEWA Ingenieursdienstleistungen

Gerne führen wir für Sie Berechnungen und Simulationen im Bereich Strömungsmechanik und Thermodynamik durch.