3D-CFD Simulation

    Um das Verhalten von Fluiden zu analysieren wird bei der SinusPro langjährig die Technik der CFD Simulation angewendet.

    Anwendungsgebiete:

    • strömungstechnische Grundauslegung - Dimensionierung von Querschnitten
    • Berechnung und Optimierung von Zielgrößen: Kennfeldberechnung, Wirkungsgrad, Drehmoment
    • strömungstechnische bionische Optimierung von Geometrien
    • Simulation von
      • kompressiblen/inkompressiblen Medien
      • Mehrphasenmodelle
      • partikelbeladene Strömungen
      • Verbrennungssimulation
      • Blasenströmung
      • Tropfenströmung
      • Pfropfenströmung (hohe Viskosität/Adhäsion)
      • Ringspaltströmungen
      • Strömungen mit freien Oberflächen (z.B. Wellenschwappen)

         

         

         

         

        Video: Optimierung eines Automobilverdichters

        Allgemeine Vorteile der CFD-Simulation:

        • Visualisierung des Strömungsvorganges im Gesamtsystem
        • Auswertung beliebig vieler Parameter an ebenso beliebigen Punkten möglich
        • Variantenrechnungen zur Optimierung und um verschiedenste Szenarien betrachten zu können
        • Optimieren von Strömungsprofilen
        • Reduzierung der Kosten

         

        Video: Zielbanner im Skisport

        Auswahl von CFD-Projekten:

        Ein ausgewähltes Projekt aus dem Sportsektor ist die Berechnen eines Zielbanners hinsichtlich der Windbelastung, siehe animierte Abbildung rechts oben.

        Um die Schispringer vor böhigem Wind zu schützen, stellen werden seitens der Veranstalter Windnetze aufgestellt. Der Einsatz eines solchen wurde in einer abstrahierten Umgebung in nebenstehender Abbildung simuliert. Der blaue Bereich stellt den windgeschützten Bereich, in dem der Schispringer fliegt, dar.

        Video: Alpina Windnetz Sprungsschanze
        Um das Behaglichkeitsgefühl in geschlossenen Räumen zu gewährleisten, werden zum einen eine optimale Luftqualität und zum anderen eine möglichst ruhende Luft vorausgesetzt. Zweiteres ist jedoch in manchen Fällen nur bedingt möglich; mittels strömungstechnischer Optimierung kann daher die vorhandene Situation verbessert werden.

        Video: Luftzug in klimatisierten Räumen
        Um ein Fahrzeug möglichst lärmarm zu designen, können mit Hilfe der CFD-Simulation Profile und Körper dementsprechen optimiert werden. Nebenstehende Abbildung zeigt die Akustik Simulation eines PKW-Seitenspiegels.

        Video: Spiegelsimulation Acoustic LES
        Optimieren der Flügelgeometrien eines Automobil-Verdichters. Hier wurde ein Schnitt durch den Verdichterraum gelegt um den Enthalpieinhalt des Gases zu visualisieren. Des Weiteren kann der statische Druck am Spiralsporn ausgewertet werden.

        Video: Optimierung eines Automobilverdichters
        Bei diesem Beispiel wurde die turbulente Grenzschicht eines angeströmten Profils simuliert. Man kann die hohen örtlichen Geschwindigkeiten und die Ausbildung der Grenzschicht sehr gut erkennen.

        Video: Geschwindigkeiten in der turbolenten Grenzschicht

        Bei diesem Projekt wurde das Versagen eines Wasserdammes simuliert. Man erkennt die folgeschweren Auswirkungen für die Umwelt bzw. die Menschen die in dem Bereich wohnen.

        Mit den berechneten Ergebnissen können Maßnahmen zum Umweltschutz vorgenommen werden.

         

        Video: Wassergeschwindigkeiten und statische Drücke an Gebäudewänden bei Dammbruch
        Bei Taleingängen kommt es oft zu Verstärkung bzw. zu einer Kaminwirkung des Windes. Durch visuelle Nachstellung einer solchen Aufgabenstellung können die hohen Geschwindigkeiten und hohen Belastungen auf die Wohnhäuser berechnet werden.

        Video: Windgeschwindigkeiten bei Taleingang