Strömungssimulation (Computational Fluid Dynamics)

Bemerkt oder unbemerkt – Strömungen kommen in allen Lebensbereichen vor. Eine Vielzahl von Maschinen und Prozessen funktioniert ausschließlich auf Basis von Strömungen, sei es in Form von Luft, strömenden Gasen, Wasser oder anderen Flüssigkeiten. Oft muss auch nicht nur die Strömung im Inneren einer Struktur, sondern auch die im Umfeld herrschenden Strömungen berücksichtigt werden. Numerische Strömungssimulationen, auch Computational Fluid Dynamics (CFD) genannt, ermöglichen es, die mit Strömungen verbundenen komplexen Vorgänge zu berechnen und in Modellen darzustellen. Mit ihnen lassen sich Geschwindigkeiten, Drücke, Dichte-, Konzentrations- und Temperaturverteilungen exakt ermitteln.

Strömungssimulation (Computational Fluid Dynamics)

Strömungssimulation wird überall dort eingesetzt, wo Gas- oder Flüssigkeitsströmungen einen Beitrag zur Funktionalität oder Performance leisten. Sie bietet besondere Vorteile, wenn die gewünschten Werte im Inneren einer Komponente liegen, in der das Strömungsgebiet messtechnisch nicht oder nur schwer zugänglich ist. Oder eine Messung zu teuer wäre. Die Strömungssimulation stellt immer die Gesamtsituation dar und beschränkt sich nicht auf einige wenige Punkte im zu untersuchenden Raum. Dies bietet besondere Vorteile bei der Suche von bestimmten lokalen Spitzenwerten, und kann damit die Messtechnik bei der Auswahl von Messpunkten unterstützen.

TECOSIM bietet Unterstützung in bei folgenden Bereichen der Strömungssimulation:

  • Eindimensionale Systemsimulation
  • Mehrdimensionale Strömungsberechnungen
  • Thermische Strömungsberechnungen

Auch bei der Entwicklung der Olympischen Fackeln kam Strömungsimulation zum Einsatz.

In diesen Bereichen bietet TECOSIM eine über 20-jährige Praxiserfahrung. Dabei nutzen unsere Ingenieure nicht nur gängige kommerzielle und nicht-kommerzielle Simulationsprogramme. Wir entwickeln bei Bedarf auch selbst Routinen und Module und schaffen so individuelle Lösungen, die exakt auf die Bedürfnisse unserer Kunden zugeschnitten sind. Ein Beispiel hierfür ist ein Werkzeug, dass durchströmte Kanäle oder Leitungen automatisch so verändert, dass sich für den Anwendungsfall ein minimaler Druckverlust ergibt.

Klassische Anwendungsgebiete der Strömungssimulation

Das Einsatzspektrum der CFD-Berechnungen umfasst alle Industriebereiche: die Automobilbranche, die Luftfahrtindustrie, der Maschinen- und Anlagebau ebenso wie die Chemieindustrie,  Energiebranche oder Medizintechnik.

Mobilität:

  • Aerodynamik
  • Wärmemanagement (PTC – Powertrain Cooling  / UTM – Underhood Thermal Management)
  • Klimatisierung / HVAC – Heating, Ventilation and Air Conditioning (inkl. Enteisung / Entfrostung)
  • Detailuntersuchungen von Komponenten z.B. Wärmetauscher, Luftfilter, Kanäle inkl. automatische Druckverlustminimierung, Scheinwerferberechnungen, Bremsenkühlung, Abgasleitungen, Turbolader

Energie:

  • Rauchgasführungen
  • Windkräfte auf Solaranlagen
  • Thermik in Wärmespeicher (Flüssigsalztanks)
  • Umwälzpumpen
  • Verbrennungsvorgänge

Industrie und Technik:

  • Auslegung von Öfen
  • Optimierung von Reaktoren (z.B. Siliziumreaktoren)
  • Lüftungen / Ventilatoren
  • Auslegung von Ventilen
  • Optimierung von Hydraulikpumpen (inkl. Kolbenpumpen und -motoren)