Produktdesign und Betriebsabläufe mit numerischer Strömungsmechanik optimieren

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Weiterhin profitieren die Benutzer von den laufenden Fortschritten der im Vorfeld stattfindenden „mesh-generation“ (Gittergenerierung), die fester Bestandteil des CFD-Modellierungsprozesses ist, sowie bei der Nachbearbeitungssoftware, die zur Feinabstimmung der Analyse und visuellen Anzeige der modellierten Ergebnisse dient.

Viele der heutigen Softwareprogramme bieten ebenfalls eine automatische Fehlerprüffunktion, die Widersprüchlichkeiten bei der Dateneingabe und dem Einrichten des Modells feststellt und die Benutzer vor dem nächsten Schritt darauf hinweist. Analog können viele der heutigen CFD-Berechnungen dank „Geometrieheilungs“-Funktionen automatisch suboptimale Geometrieeigenschaften, wie z. B. kleine Zwischenräume, nicht übereinstimmende Kanten und sehr kleine Flächen so abstimmen, dass einerseits die Systematik der zugrundeliegenden Geometrie und andererseits die Genauigkeit der modellierten Ergebnisse verbessert werden.

Große Verbesserungen bei Geschwindigkeit und Speicherplatz heutiger Computer erlauben das zuverlässige Modellieren von größeren und komplexeren Ausrüstungskomponenten und verfahrenstechnischen Systemen, die sich typischerweise durch systembedingt unbeständige Strömungsfelder auszeichnen und große, wechselnde Datensätze beinhalten, mittels normaler Desktop-Computer und sogar Laptops. Die Höchstleistungsrechner in klimatisierten Rechenzentren, die früher für die CFD-Modellierung erforderlich waren, gehören längst der Vergangenheit an.

Mesh-Generation

Vor der Durchführung einer CFD-Analyse muss ein virtueller Prototyp der modellierten Komponenten geschaffen werden. Zur Vereinfachung der komplexen Berechnungen, die bei der CFD-Modellierung durchgeführt werden, muss zuvor die Geometrie des Systems oder der Vorrichtung in ein Gitterwerk kleinster Zellen aufgeteilt werden. Zusammen geben diese diskreten Zellen in etwa die komplizierte Geometrie der zu modellierenden Komponente wieder. Danach werden die zugrunde liegenden Gleichungen für jede einzelne Zelle gelöst.

Inzwischen können Softwareprogramme zur Beschleunigung und Automatisierung des Meshing-Prozesses Zeichnungen der Komponente in CAD-Formaten nahezu aller handelsüblichen CAD-Programme übernehmen und Ausgangspunkt des Mesh-Generation-Prozesses verwenden. Nachdem der Benutzer einige grundlegende Zellgrößen und Klassierungen mit Unterstützung durch das Programm vorgegeben hat, führt die Software die Hauptarbeit aus, die in der automatischen Generierung und Glättung des Gitternetzes besteht.

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