CFD - Computational Fluid Dynamics

CFD ist die Abkürzung für Computational Fluid Dynamics. Mit der Einführung der digitalen Datenverarbeitung in Forschung und Industrie wurden die bis dahin am meisten verbreiteten Methoden der analytischen und experimentellen Strömungsanalyse zunehmend durch numerische Methoden ergänzt und zum Teil sogar ersetzt. Ziel der CFD ist, das durch ein System nichtlinearer partieller Differentialgleichungen 2. Ordnung vollständig beschriebene Verhalten eines newtonschen Fluids durch Diskretisierung auf ein Rechengitter in ein System algebraischer Gleichungen zu überführen, dieses Gleichungssystem zu lösen, die Ergebnisse zu validieren und sichtbar zu machen.

Mit dem kompetenten Einsatz der CFD durch hochqualifiziertes Personal bieten wir Ihnen die simulationsgestützte Lösung Ihrer Entwicklungsaufgaben und unterstützen Sie bei der Optimierung Ihrer Produkte. Das ist wesentlich schneller und kostengünstiger als eine Entwicklung oder Problemlösung mit der Trial-and-Error-Methode. Grundlage unserer Arbeit ist dabei ein hochaufgelöstes, virtuelles Strömungsfeld, welches dauerhaft zur Verfügung steht und nach unterschiedlichsten Gesichtspunkten ausgewertet werden kann. Auch Strömungsphänomene, die für Messungen nicht zugänglich sind, wie z. B. Schiffe und Flugzeuge in realer Größe, Explosionen, Strahlung oder Verunreinigungen können durch Anwendung der CFD zuverlässig und ohne Risiken für Mensch und Material simuliert werden.

Die diskrete Lösung der Navier-Stokes-Gleichungen mit Hilfe der Finiten-Volumen-Methode liefert eine exakte Beschreibung des 3D-Strömungsfeldes. Informationen zu Geschwindigkeit, Druck, Temperatur und Konzentrationen liegen zu allen Zeitpunkten für alle Punkte des Rechengitters komplett vor und können ausgewertet werden.

Mit unseren Simulationswerkzeugen kann das wärmetechnische Geschehen z.B. in einem Bauteil und im umgebenden Fluid vorherbestimmt werden. Durch die physikalisch gesicherte Lokalisierung von Bereichen mit Überhitzungen und Zonen mit hohen Gradienten der Temperatur liegen detaillierte Informationen für eine Gewährleistung und gezielte Verbesserung der Bauteilqualität vor. Außerdem bilden die zeitabhängigen Temperaturfelder die Grundlage zur Simulation von Eigenspannungen bzw. des Bauteilverzugs.

Moderne CFD-Simulationswerkzeuge sind in der Lage die Bewegungen der Berandung des Fluidgebiets wie die Drehung eines Rotors, die Translationsbewegung des Kolbens in einem Motor oder die Schwenkbewegungen einer Tür und die damit verbundenen Auswirkungen auf das Fluidverhalten in verschieden hoch aufgelösten Modellierungsstufen zu berücksichtigen.

Egal ob es sich in der Entwicklungsphase um die Erstellung des Werkzeugs, des Anguss- und Speisersystems handelt oder in der Serieproduktionsphase um die Optimierung des Gießprozesses bzw. die Verbesserung der Gussqualität geht, wir bieten Ihnen unter Einsatz modernster CFD-Simulationstools maßgeschneiderte Berechnungen und Analysen für Ihre speziellen Aufgabenstellungen an.

Häufig sind Bauteile dynamischen Belastungen ausgesetzt, die durch eine hinreichend große Deformierung der Struktur auch Rückwirkungen auf das Strömungsverhalten des umgebenden Fluids haben können und von selbsterregten, resonanten Instabilitäten begleitet sind. Ziel der kontinuierlichen Weiterentwicklung simulationsgestützter Entwurfswerkzeuge ist es, komplexe Wechselwirkungen zwischen Fluid und Struktur auf effiziente Weise in den computergestützten Designprozess einzubeziehen und dadurch bestimmte Phänomene einer systematischen Analyse zugänglich zu machen.

• Bildung explosionsfähiger Gasgemische
• Zündquellen
• Aktivierung
• Auswirkungen
• Schutzmaßnahmen