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Strömungsmechanische Simulation mit ANSYS CFD

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​Die numerische Strömungsmechanik hat sich zu einem wichtigen Werkzeug bei der Auslegung und Optimierung von um- und durchströmten Produkten entwickelt. Sie dient dazu, wichtige strömungsmechanische Größen wie Druckverluste, Wirkungsgrade, Kräfte und Wärmeübergangsraten in einem frühen Produktstadium zu quantifizieren. In diesem Einführungsseminar lernen Sie die notwendigen Kenntnisse zur Ausführung von numerischen Strömungsberechnungen mit ANSYS CFD.

ZIELGRUPPE

​Das Seminar richtet sich an Ein- und Umsteiger in die Produktsimulation mit CFD, die gezielt Basiswissen CFD bei erfahrenen Simulationsexperten aufbauen möchten und dabei die Anwendungspraxis im Fokus haben.

IHR NUTZEN

​Anhand von praxisnahen Beispielen für Innen- und Außenströmungen mit Wärmeübergang üben Sie die Arbeitsschritte einer CFD-Berechnung, beginnend mit der Geometriemodellierung bis hin zur systematischen Auswertung, Beurteilung und Qualitätssicherung der Ergebnisse. Den Schwerpunkt des Seminars bilden praktische Übungen und Best Practice Tipps mit der ANSYS CFD-Software (ANSYS CFX und ANSYS Fluent). Begleitend zu diesen Übungen wird das notwendige theoretische Wissen vorgestellt.

Agenda

Tag 1

M1: Strömungsmechanik & Numerik – Grundlagen & Anwendungen

  • ​Vorstellung Anwendungsbeispiel: Interne Strömung – Rohrvereinigung mit Wärmeübergang
  • Vorstellung Anwendungsbeispiel: Außenumströmung – Parabolantenne mit Mast
  • ANSYS Workbench Bedienkonzept
  • CFD Best Practice Procedures – Arbeitsschritte

M2: CFD Geometriemodellierung mit ANSYS SpaceClaim Direct Modeler – Innenströmung

  • ​Strömung durch eine Rohrvereinigung mit Wärmeübergang
  • Einführung in die Software
  • Übung: Rohrvereinigung – Erzeugung der Geometrie
  • Übung: Übergabe an Vernetzungssoftware

M3: CFD Netzerzeugung mit ANSYS Meshing – Innenströmung

  • ​Isotherme Strömung durch eine Rohrvereinigung
  • Vernetzung – Netzanforderungen, Netztypen, Vor- und Nachteile, Skalierbarkeit, Empfehlungen
  • Qualitätsüberprüfung und Netzoptimierung
  • Übung: Rohrvereinigung - Gittergenerierung

M4: CFD Randbedingungen und Lösungseinstellungen mit ANSYS CFX – isotherme Innenströmung

  • ​Modellauswahl
  • Randbedingungen – Typen, Kombinationen, Größen (Turbulenz), Wandbehandlung, Empfehlungen
  • Spezifikation der Rand- und Anfangsbedingungen
  • Numerik – Lösungsverfahren, Diskretisierungsverfahren, Abbruchkriterien, Empfehlungen
  • Übung: Setup und Berechnung einer isothermen Rohrströmung durch eine Rohrvereinigung mit ANSYS CFX

Tag 2

M5: CFD Randbedingungen und Lösungseinstellungen mit ANSYS Fluent – isother-me Innenströmung

  • ​Modellauswahl
  • Randbedingungen – Typen, Kombinationen, Größen (Turbulenz), Wandbehandlung, Empfehlungen
  • Spezifikation der Rand- und Anfangsbedingungen
  • Numerik – Lösungsverfahren, Diskretisierungsverfahren, Abbruchkriterien, Empfehlungen
  • Übung: Setup und Berechnung einer isothermen Strömung durch eine Rohrvereinigung mit ANSYS Fluent

M6: Auswertung mit ANSYS CFD-Post

  • ​Systematisches Post-Processing - Skalare zu Animationen (0-D zu 4-D)
  • Strömungs- und Temperaturfeld, Vektoren … Stromlinien, abgeleitete Größen (Kräfte, gemittelte Variablen)
  • Verlustziffern - Vergleich mit Korrelationen
  • Übung: Auswertung isotherme Strömung durch eine Rohrvereinigung

M7: CFD Workflow – Innenströmung mit Wärmeübergang im Fluid & Solid I

  • Vernetzung
  • Modellauswahl – Wärmeübergang mit Conjugate Heat Transfer (CHT Strömung und Rohrwände)
  • ANSYS Fluent & ANSYS CFX
  • Setzen der Randbedingungen
  • Numerik – Lösungsverfahren, Diskretisierungsverfahren, Abbruchkriterien, Empfehlungen
  • Berechnung & Auswertung

M8: CFD Workflow – Innenströmung mit Wärmeübergang im Fluid & Solid II

  • ​ANSYS Fluent & ANSYS CFX
  • Qualitätskontrolle – Fehlertypen (Iteration, Diskretisierung), Unsicherheiten (Randbedingungen, Stoffwerte), Empfehlungen
  • Fehleranalyse – Iterationsfehler, Diskretisierungsfehler (2 … 3 Netze, 2 Diskretisierungsverfahren), Variation der Randbedingungen
  • Parametervariationen
  • Übung: Parameterstudie zur Rohrvereinigung mit Wärmeübergang

Tag 3

M9: Geometriemodellierung - Außenumströmung

  • ​Erzeugen der Geometrie mit ANSYS SpaceClaim Direct Modeler
  • Übergabe an Vernetzungssoftware
  • Übung: Geometriemodellierung Parabolantenne

M10: Netzerzeugung – Außenumströmung

  • ​Netzerzeugung mit ANSYS Meshing
  • Qualitätsüberprüfung und Netzoptimierung
  • Übergabe an Lösungsverfahren
  • Übung: Gittergenerierung Parabolantenne

M11: Lösungseinstellungen – Außenumströmung

  • ​ANSYS Fluent & ANSYS CFX
  • Aufsetzen und Ausführen der Berechnung
  • Übung: Setup Parabolantenne

M12: Auswertung – Außenumströmung

  • ​Auswertung der Rechenergebnisse
  • Übung: Auswertung Parabolantenne
  • Abschlussdiskussion & Ausblick auf weitere Themen

ERGÄNZENDE VERANSTALTUNGEN