Simulation elektrische Düsenbeheizung

Wenn Sie die Simulation einer elektrischen Düsenbeheizung durchführen möchten, können Sie dafür hervorragend NOGRID points verwenden.

Es gibt eine Vielzahl von industriellen Anwendungen für elektrisch beheizte Düsen, Zuführungen oder Kanäle. In dieser Fallstudie wird eine mit Metall ummantelte Düse simuliert. Die Ummantelung wird elektrisch beheizt und erhitzt dadurch die Flüssigkeit, die durch die Düse strömt. Durch den elektrischen Widerstand des Metalles, wird je nach Dickenverteilung, das Metall unterschiedlich stark erhitzt. Die Temperaturverteilung kann also durch die Dickenverteilung der Ummantelung gezielt manipuliert werden. Da in dieser Simulation mehrere Materialien gleichzeitig berechnet werden und in Kontakt stehen, spricht man hier auch von einer Mehrphasen-Simulation.

CAD Modell elektrische Düsenbeheizung in NOGRIDs COMPASS

Abb. 1: CAD-Modell erstellt in NOGRIDs COMPASS

Abb. 2: Elektrisches Potential für die Düsenbeheizung

Abb. 3: Elektrische Energiedichte für die Düsenbeheizung

Abb. 4: Temperatur in der Heizung und im Fluid nach 100 Sekunden

Abb. 5: Geschwindigkeitsverteilung des Fluids in der Düse

Folgende Gleichung wird innerhalb von NOGRID points verwendet, um das elektrische Potential u in Flüssigkeiten und Festkörpern zu lösen:

u elektrisches Potential an einem gegebenen Punkt (x,y,z), u = u (x, y, z)
σ elektrische Leitfähigkeit
q Quellterm

Im Bereich der Elektrostatik ändert sich das elektrische Potential zeitlich nicht und die gültige Differentialgleichung für das elektrische Potential u ist die Poisson-Gleichung

Die Leitung in Festkörpern und Flüssigkeiten wird durch das Ohmsche Gesetz beschrieben, das besagt, dass der Strom proportional zum angelegten elektrischen Feld ist. Die Stromdichte (Strom pro Flächeneinheit) j in einem Gebiet ist direkt proportional dem elektrischen Feld E und der Proportionalitäsfaktor ist die elektrische Leitfähigkeit σ:

Das elektrische Feld E kann direkt aus dem elektrischen Potential u berechnet werden durch

Das Metall in dieser Studie wird als Festkörper berechnet, d.h. es wird nur die Temperaturgleichung und die Poissiongleichung für das elektrische Potential berechnet. Die Strömung in der Düse steht natürlich in Kontakt mit dem Festkörper und Wärme kann ausgetauscht werden, d.h. die Temperatur in der Strömung wird durch die Temperatur im Festkörper beeinflusst und umgekehrt. Hängt die z.B. die Viskosität des Fluids von der Temperatur ab, so hat die Temperaturverteilung des Festkörpers einen direkten Einfluss auf die Strömung in der Düse.

NOGRID points kann perfekt zum Designen und Problemlösen für alle Arten von Mehrphasen-Simulatioen auch in Zusammenhang mit statischen elektrischen Feldern verwendet werden. Die Software hilft, die elektrischen Felder und die daraus resultierende Temperaturverteilung zu berechnen und zu verstehen. NOGRID points kann Mehrphasenberechnungen auch zusammen mit FSI Aufgaben berechnen und ermöglicht darüber hinaus die Simulation jeder denkbaren Geometrie:

Berechnung ist in voll 3D und die kompletten Navier-Stokes-Gleichungen werden gelöst
Einfache und intuitive Bedienung sowohl beim Aufsetzen als auch bei der Auswertung der Ergebnisse
Frei definierbare Materialeigenschaften durch User Gleichungen oder Kurven
Beliebige Bauteilgeometrien
Offene und geschlossene Kammern einschließlich der Bewegung von Bauteilen
Elektrostatische Aufgabenstellungen und Mehrphasenströmungen lassen sich beliebig kombinieren
Bewegte Wände oder Einlässe

Whitepaper Nogrid points Technology

Stärken der Nogrid Software

Unsere Stärke ist das schnelle Preprocessing, da unsere Software auf einer gitterfreien Methode basiert - es muss kein Netz für das Fluidvolumen in 3D oder für die Fluidfläche in 2D generiert werden. Dies führt zu einer besonders kurzen Modellierungszeit (auch für komplizierte Modelle), so dass Sie im Vergleich zu gitterbasierten CFD-Softwareprodukten viel Zeit sparen können. Die gitterfreie Methode ist stark bei der Berechnung von bewegten Teilen oder bei der Berechnung von komplexen freien Oberflächen.
Wie Sie im Bild unten sehen können, benötigt man für die Ränder der Geometrie nach wie vor ein Netz, damit die inneren finiten Punkte den Rand detektieren können. Die Ränder müssen also vernetzt werden und die finiten Punkte im Inneren werden während der Simulation automatisch generiert.

Einfache und schnelle Modellierung: Geometrie erzeugen und Ränder vernetzen, Fall aufsetzen und Simulation starten

Was kann die NOGRID Strömungssimulationssoftware für Sie tun?

Verlässliche industrielle Prozesse sprechen für sich und sind verantwortlich für den Erfolg eines Unternehmens. Für viele Prozesse spielt das Strömungsverhalten des Fluids eine wichtige Rolle für den Erfolg. Da industrielle Designs oft sehr komplex sind, gibt es verschiedene Faktoren, die in Fluidströmungs-Anwendungen wichtig sein können. Durch eine CFD-Simulation mit einer professionellen Software können Sie Ihre Prozessleistung simulieren und relevante Parameter berücksichtigen: Die Anwendung von NOGRIDs numerischer Strömungssimulationssoftware ermöglicht es Ihnen, die Fluidströmung, den Wärme- und Massenübergang sowie eventuell stattfindende chemische Reaktionen vorherzusagen, zu analysieren und zu kontrollieren und gibt Ihnen die Möglichkeit, Ihre Prozessleistung zu optimieren. Dadurch erhalten Sie eine Basis für bessere Design-Entscheidungen.
Die Strömungssimulationssoftware von NOGRID ist ein gitterfreies Tool mit erstaunlicher Flexibilität, Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Robustheit. Die Software liefert qualitativ hochwertige Ergebnisse für ein weites Feld von Fluidströmungs-Anwendungen.

Warum sollten Sie sich für NOGRID Strömungssimulationssoftware entscheiden?

Zusätzlich zum Testen und Experimentieren hilft die NOGRID Strömungssimulationssoftware, die Bewertung Ihres Designs zu verbessern und den Erfolg Ihres industriellen Prozesses zu steigern. Zu lernen, wie sich die Fluidströmung verhalten wird und wie sicher industrielle Prozesse oder Prozessschritte funktionieren, lässt Ihr Wissen von Simulation zu Simulation wachsen. Sie bekommen ein besseres Verständnis für Ihre Prozesse, was wiederum zu enormen Einsparungen von Herstellungskosten und - zeit und gleichzeitig zu einem Endprodukt von hoher Qualität führt. Durch Simulation erhalten Sie bessere Konstruktions- und Betriebsparameter, steigende Planungssicherheit und Sie sparen Zeit und Geld dadurch, dass Sie Ihr Produkt schneller auf den Markt bringen können.

Training

In unserem zwei-Tage Trainingskurs werden Sie lernen, wie man die NOGRID CFD/CAE Software effizient einsetzt. Unser technischer Support hat Erfahrungen in vielen Disziplinen und kann Ihnen zeigen, wie man schwierige Fälle bewertet, behandelt und löst.

Für mehr Details bitte hier weiterlesen: Trainingskurse →

Technischer Support

Wir bieten den kompletten technischen Software Support an. Von der ersten Minute an, ab der Sie die Software nutzen, können Sie uns über Telefon oder E-Mail erreichen. Schreiben Sie uns, wir sind Ihnen gerne behilflich.

Für mehr Details bitte hier weiterlesen: Software Support →

Service

Oft sind Zeit und Ressourcen knapp bemessen, so dass die Vergabe von Simulationsaufgaben eine attraktive Möglichkeit sein kann, um schnell und kostengünstig anstehende Aufgaben zu bearbeiten. Basierend auf unserem Know-how können wir eine Fülle von Serviceleistungen auf dem Gebiet der Simulation von Strömungen anbieten.
Wir modellieren und entwickeln für Sie. Sie brauchen hierfür keine NOGRID-Software Lizenz zu kaufen. Wir bieten Ihnen einen individuellen Berechnungsservice für Ihre Verfahren und Prozesse an, der genau auf Ihre Wünsche zugeschnitten ist.

Für mehr Details bitte hier weiterlesen: Simulation Services →