Hauptkategorie: Produkte

CFD Simulationssoftware
(CFD Berechnungssoftware)

CFD Simulationsoftware (Computational Fluid Dynamics Software; CFD Berechnungssoftware) ist ein Tool für die Simulation von Strömungen auf Basis numerischer Strömungsmechanik, das strömungsmechanische Probleme approximativ mit numerischen Methoden löst. Einfach ausgedrückt: Wenn Sie wissen wollen, wie sich eine spezifische Strömung verhält, können Sie dies mit CFD Simulationssoftware berechnen.

Der Markt für CFD Simulationssoftware ist unübersichtlich, besonders, wenn CFD neu für Sie ist. Die Unterschiede zwischen den Produkten können anfangs unklar sein, so dass Sie vielleicht unsicher sind, welche Software für Ihre Problemstellungen geeignet ist. Die 'richtige' CFD Simulationssoftware auszusuchen kann sich als schwierig erweisen - aber es ist sehr wichtig, sorgfältig auszuwählen, wenn Sie gute Ergebnisse erhalten wollen.

Ein wesentliches Kriterium zur Unterscheidung von CFD Simulationssoftware-Produkten ist der Solver mit der zugrundeliegenden Methode. Es gibt gitterbasierte (klassische Methoden) und gitterfreie Methoden. Bevor Sie sich für ein bestimmtes CFD Simulationssoftware-Produkt entscheiden, sollten Sie prüfen, welche Methode für Ihre Anforderungen besser geeignet ist. 

 

CFD Simulationssoftware - welche ist für Ihre Anforderungen die richtige?

Ein kurzes Beispiel zur Veranschaulichung:

Hersteller von Kühlschränken verwenden Polyurethanschaum für die thermische Isolation des Kühlschrankes. Er wird direkt in einen Hohlraum injiziert, schäumt darin auf und füllt ihn komplett aus. Um den Aufschäumprozess besser zu verstehen und zu optimieren, kann die Anwendung  von CFD Simulationssoftware sehr hilfreich sein.

Vor der Simulation könnte sich der Kühlschrank-Hersteller folgende Fragen stellen:

- welches ist die beste Methode, um den Aufschäumprozess in einem Kühlschrank mit komplizierter Geometrie zu simulieren?
- wie wirken sich unterschiedliche Produktionsmethoden auf den Aufschäumprozess aus (z. B. Anzahl der Einflussöffnungen)?
- wie verhält sich die Strömung im Hohlraum?
- wo können Lufteinschlüsse auftreten?
- wie ist der Druck des Polyurethans im Hohlraum?

In diesem Artikel betrachten wir die erste Frage. Bezüglich der anderen Fragestellungen erfahren Sie mehr hier:  PUR-Schaum Simulation im Kühlschrank.

 

  

Gitterbasierte versus gitterfreie Methoden 

Gitterbasierte Methoden

Gitterbasierte CFD Simulationssoftware-Produkte benötigen ein Netz (Gitter), um das Kontinuum zu diskretisieren. Die Erstellung dieses Netzes ist sehr zeitaufwändig und teuer - besonders bei einer komplizierten Geometrie eines Kühlschranks mit vielen kleinen Details (z. B. Lücken und Aussparungen).
Das Polyurethan-Aufschäumen als dynamischer Prozess ist für gitterbasierte Methoden herausfordernd - das Netz, welches das Kontinuum diskretisiert, muss immer wieder neu erstellt werden (Remeshing), was sehr viel Zeit in Anspruch nimmt.

Mit dieser Methode würde es Wochen dauern, um hier ein zufriedenstellendes Simulationsergebnis zu erhalten - falls es überhaupt ein Ergebnis gibt.

  
Gitterfreie CFD Methoden

Die CFD Simulationssoftware von NOGRID basiert auf einem gitterfreien Code, der keine Vernetzung erfordert. Stattdessen wird eine lokal definierte, nicht-stationäre Punktewolke für die Diskretisierung generiert. Sie wird entsprechend der User-Spezifikationen automatisch erzeugt, d. h. Punkte werden automatisch gefüllt, bewegt oder bereinigt.

Diese Methode liefert Lösungen, wo andere aufgeben müssen. Sie kann hervorragend dann angewendet werden, wenn gitterbasierte Methoden aufgrund des notwendigen Remeshings an ihre Grenzen kommen, wie z. B. bei der Berechnung bewegter Teile oder komplexer freier Oberflächen. Sie liefert wegen des schnellen Pre-Processings (kein zeitaufwendiges Remeshing) Lösungen in kurzer Zeit (im Vergleich zu gitterbasierten Methoden).

Für diese Methode ist die Simulation des PUR-Aufschäumens in einem Kühlschrank mit komplizierter Geometrie kein Problem. Die gitterfreie CFD Simulationssoftware berechnet freie Oberflächenströmungen und bewegte Teile im Strömungsbereich und erlaubt die Simulation jeder denkbaren Kühlschrank-Geometrie. Die Simulation kann in kurzer Zeit durchgeführt werden und die qualitativ hochwertigen Ergebnisse geben einen tiefen Einblick in den Polyurethan-Aufschäumprozess im Kühlschrank (siehe Abbildung 1). 

 

Gitterfreie CFD Simulationssoftware von NOGRID 

NOGRIDs CFD Simulationssoftware bietet Lösungen für Simulationsaufgaben aus dem weiten Feld der Strömungs- und Kontinuumsmechanik. Sie ist ein Tool mit erstaunlicher Flexibilität, Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Robustheit und liefert qualitativ hochwertige Ergebnisse für zahlreiche Fluidströmungs-Anwendungen. Ihr liegt eine unvergleichliche Technologie zugrunde: Ein gitterfreier Code mit einem schnellen und robusten Solver ist die Basis für eine extrem kurze Modellierungszeit und eine herausragend kurze Rechenzeit bei freien Oberflächen oder bewegten Teilen.

Das Polyurethan-Aufschäumen in einem Kühlschrank ist nur eines von vielen Beispielen - NOGRIDs CFD Simulationssoftware umfasst darüber hinaus noch viele andere Anwendungsmöglichkeiten, wo gitterbasierte Methoden die schlechtere Wahl wären.

 

 CFD Simulation Software - PUR Aufschäumen in einem Kühlschrank

Abbildung 1: CFD Simulationssoftware von NOGRID - Polyurethanaufschäumen in einem Kühlschrank