CFD-Simulation

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Die CFD-Simualtion bietet eine schnelle und effiziente Analyse von Fluidströmungen. Durch zunehmende Rechenkapazität und andauernder Weiterentwicklung der numerischen Modelle lassen sich immer komplexer werdende Problemstellungen simulativ abbilden. Neben der Kostenreduktion durch das einsparen teurer Experimente lassen sich auch Problemstellungen in realer Größe untersuchen, die experimentell ohne skalierung nicht abbildbar wären. Bei der CFD-Berechnung setzten wir auf:
  • Modernste Algorithmen und Löser
  • kommerzielle Löser
  • OpenSource Löser

Wärmeübertragung

Die Kontrolle von Wärmeübertragung ist essentiell in vielen Ingeneursanwendungen. Viele Vorgänge laufen stationär ab andere instationär. Für die Kühlung von Komponenten muss der Wärmeübergang verbessert, in anderen Fällen soll eine möglichst gute Wärmedämung erzielt werden.
Wir können stationäre und instationäre Wärmeleitung, Konvektion sowie Wärmestrahlung berechnen. Je nach Anwendung dominieren einige Effekte, sie können aber auch gemeinsam berechnet werden. In allen Bereichen verfügen wir über langjährige Erfahrung.
Beispiele für Anwendungen:
  • Wärmetauscher
  • freie Konvektion
  • erzwungene Konvektion durch rotierende Bauteile oder Umströmung
  • Wärmestrahlung bei sehr hohen Temperaturen
  • Wärmeleitung durch Komponenten

Verbrennungsberechnung

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Die Simulation von Verbrennungsvorgängen ist hochgradig komplex, da sehr viele Spezies und Reaktionen betrachtet werden müssen. Hinzu kommt bei nicht vorgemischer Verbrennung, dass die Verbrennung stark durch Turbulenz beeinflust wird (Turbulenz-Chemie-Interaktion). Wir beraten Sie und wählen aus einer breiten Auswahl von Verbrennungs- und Turbulenzmodellen das für Sie geeignet aus. So erhalten sie den besten Kompromiss aus Rechenzeit und Genauigkeit. Die Simulation liefert neben anderen Größen Temperaturverteilungen, Flammposition und Emissionen.
Unsere Angebot für Verbrennung:
  • vorgemischte und nicht vorgemischte Verbrennung
  • ein oder mehr dimensionale Komponentengleichung
  • tabellierter Flamelet Generated Manifold Ansatz

Mehrphasenströmung

Die Mehrphasenströmungen sind ein Teilgebiet der Strömungsmechanik. Sie sind dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Phasen existieren und miteinander interagieren. Betrachtet werden Gemische aus verschiedenen Fluiden, Gasen, Feststoffen (Partikel) oder Kombinationen aus Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen.
Im technischen Umfeld treten Mehrphasenströmungen beispielsweise bei Beschichtungsprozessen (Lackierung), Verbrennungsprozessen oder in der Medizintechnik (Inhalatoren) auf.
Um möglichst alle Mehrphasenströmungen abbilden zu können, setzen wir auf unterschiedlichste numerische Verfahren zur Lösung der Problemstellung. Die bei uns eingesetzten Verfahren zum Lösen von Mehrphasenproblemen sind:
  • disperse und separierte Verfahren
  • Euler-Euler Modell
  • Euler-Lagrange Modell
  • Volume-of-Fluid Methode (VOF)
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Partikelströmung

Eine Partikelbehaftete Strömung ist eine spezielle Form der Zwei-Phasenströmung. Sie zeichnet sich durch eine flüssige oder gasförmige Trägerströmung und einer oder meheren rigide Partikel in der dispersen Phase aus.
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Fluid-Struktur-Interaktion

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Mit der Fluid-Sruktur-Interkation (FSI) oder auch Fluid-Struktur-Kopplung bezeichnet man die gegenseitige Beeinflussung der Strömung und der Struktur. Die Berechnung erfolgt durch eine Kopplung der Strömungs- und Strukturlöser. Numerisch lässt sich eine weiter Unterteilung in iterativ gekoppelte und monolithische Löser vornehmen, welche abhängig von der Übergabe der Randbedingungen ist. Bei einer iterativen Kopplung werden Struktur und Strömung separat auf unterschiedlichen Gittern berechnet und die Kopplungsgrößen (Wandschubspannungen und Druckkräfte) zwischen den Gittern interpoliert. Dies hat den Vorteil, dass bereits bestehende Löser verwendet werden können.

Beim monolithischen Ansatz werden Strömung und Struktur in einer einzigen Lösungsmatrix berechnet. Monolithische Ansätze werden, aufgrund ihrer Stabilität, meist bei starken instationären Wechselwirkungen verwendet.
Zur Lösung von Fluid-Struktur-Interaktionsproblemen setzen wir sowohl auf komerzielle wie auch auf freie Löser. Die bei uns eingesetzten Softwarepakete zur Lösung von FSI-Problemen sind:

  • Ansys CFX - Ansys Mechanical
  • Ansys Fluent - Ansys Mechanical
  • OpenFoam

Conjugate-Heat-Transfer

Mithilfe von Conjugate Heat Transfer (CHT) Simulationen wird die Wärmeübertragung zwischen Solid und Fluid berechnet. Dies geschiet durch den Energieaustausch am Interface zwischen dem Fluid- und Solidgebiet. Typische Anwendungsgebiete sind Wärmetauscher und Elektronikkühlungen. Unsere Leistungen umfassen:
  • CHT-Berechnungen mit unterschiedlichen kommerziellen und freien Lösern
  • Beratung bezüglich der Optimierung des Wärmeübergangs
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Tplus Engineering GmbH

Steinbeisstraße 25

70771 Leinfelden-Echterdingen

Telefon:+49 711 76741970

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