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Auch außerhalb Mitteleuropas ist CADFEM aktiv. Mit eigenen Gesellschaften und Beteiligungen an hochspezialisierten CAE-Firmen in Europa, USA, Asien und Nordafrika.

CADFEM esocaet steht für fundierte Weiterbildung im Bereich Computer Aided Engineering. Vom Seminar bis zum Masterstudiengang. Upgrade your work, upgrade your life.

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Hintergrund und Anwendung von Turbulenzmodellen in typischen CFD Szenarien

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​Das Seminar vermittelt Grundlagen der Turbulenzmodellierung und zeigt den Einsatz der Modelle an praktischen Beispielen.

Die große Mehrzahl praktisch relevanter Strömungen ist turbulent. Um das Verhalten solcher Strömungen mit der im industriellen Einsatz geforderten Genauigkeit simulieren zu können, sind Kenntnisse über deren Modellierung und über die Umsetzung der Modelle in Simulationsverfahren notwendig. Das Seminar vermittelt die Grundlagen der Turbulenzmodellierung und zeigt den Einsatz der Modelle an praktischen Beispielen.

ZIELGRUPPE

​Das Seminar richtet sich an Projektleiter, Entwicklungs- und Simulationsingenieure sowie an Forscher, die in ihrer Tätigkeit mit turbulenten Strömungen zu tun haben und diese genau berechnen wollen.

IHR NUTZEN

  • ​Turbulenzmodelle – Grundlagen
  • ANSYS CFD – Turbulenzmodell-Übersicht
  • Praktischer Einsatz in ANSYS CFD
  • Kosten-Nutzen-Verhältnis von Turbulenzmodellen

IHRE REFERENTEN

Dr. Georg Scheuerer
Dr. Scheuerer ist Geschäftsführer der ISimQ GmbH. Vor der Gründung von ISimQ hatte er eine leitende Funktion in der Produktentwicklung und im technischen Support bei ANSYS, Inc. Außerdem war er lange Geschäftsführer von ANSYS Germany. Er hat sich in der Fachwelt einen Namen in seinen Spezialgebieten Modellierung von Turbulenz, Wärmeübergang und Mehrphasenströmungen gemacht.

Agenda

Tag 1

Mathematische Beschreibung turbulenter Strömungen

  • ​Definition turbulenter Strömungen
  • Technische Relevanz
  • Eigenschaften turbulenter Strömungen
  • Simulationsansätze
  • Statistische Behandlung turbulenter Strömungen

Einführung in die Turbulenzmodellierung

  • ​Erhaltungsgleichungen für statistisch gemittelte Größen
  • Schließungsproblem der Turbulenz
  • Parametrisierung der Turbulenz
  • Wirbelviskositätshypothese
  • Klassifikation von Turbulenzmodellen
  • Turbulenzmodelle in ANSYS CFD - Übersicht

Zweigleichungs-Turbulenzmodelle

  • ​Turbulente kinetische Energie – Gleichung & Modellierung
  • Längenmaßvariablen
  • Modellübersicht – k-ε-, k-ω-, SST-Modelle
  • Vor- und Nachteile der Modelle & Modellempfehlung

Parabolische Strömungen

  • ​Berechnung turbulenter Rohrströmungen
  • Berechnung einer ablösenden Grenzschicht
  • Anforderungen an Rechennetze
  • Rand- und Anfangsbedingungen
  • Solvereinstellungen
  • Auswertung, Qualitäts- und Plausibilitätskontrollen
  • Vergleich mit Messdaten und Korrelationen
  • Praktische Übungen mit ANSYS CFD (CFX & Fluent)


Tag 2

Wandnahe Strömungen & Wandfunktionen

  • ​​Erhaltungsgleichungen im Wandnähe
  • Geschwindigkeits- und Temperaturprofile
  • Profile der Turbulenzgrößen
  • Lineare & logarithmische Wandfunktionen
  • „High-Re“- und „Low-Re“-Turbulenzmodelle

Rand- und Anfangsbedingungen bei der Berechnung turbulenter Strömungen

  • ​Definition von Turbulenzgrad & Wirbelviskositätsverhältnis
  • Eintrittsrandbedingungen – Grenzschichten, Rohr- und Kanalströmungen, ruhende Atmosphäre
  • Randbedingungen – konstante Werte & Profile
  • Anfangsbedingungen & -schätzungen
  • Praktische Übung – Definition von Profilen der Turbulenzgrößen in ANSYS CFD

Elliptische Strömungen

  • Berechnung abgelöster Strömungen – Rückwärts springende Stufe
  • Berechnung rezirkulierender Strömungen - Reaktorplenum
  • Anforderungen an Rechennetze
  • Rand- und Anfangsbedingungen
  • Solvereinstellungen
  • Auswertung, Qualitäts- und Plausibilitätskontrollen
  • Vergleich mit Messdaten
  • Praktische Übungen mit ANSYS CFD

Second Moment Closures – Reynoldsspannungsmodelle

  • ​​Anwendungsfälle und -empfehlungen
  • Exakte Gleichungen für Reynoldsspannungen
  • Modellierung der Reynoldsspannungsgleichungen


Tag 3

Reynoldsspannungsmodelle

​o   Drallströmung
o   Auftriebsströmung
o   Anforderungen an Rechennetze
o   Rand- und Anfangsbedingungen
o   Solvereinstellungen
o   Auswertung, Qualitäts- und Plausibilitätskontrollen
o   Vergleich mit Messdaten
Praktische Übungen mit ANSYS CFD

Wärme- und Stoffübergang

​o   Statistisch gemittelte Energie-, Temperatur- und Konzentrationsgleichungen
o   Wirbeldiffusivitätsansatz
o   Second-Moment Closures
Wandwärmeübergang

Wärmeübergang

  • Rohrerweiterung mit Wärmeübergang
  • Prallstrahl
  • Anforderungen an Rechennetze
  • Rand- und Anfangsbedingungen
  • Solvereinstellungen
  • Auswertung, Qualitäts- und Plausibilitätskontrollen
  • Vergleich mit Messdaten
  • Praktische Übungen mit ANSYS CFD

Skalenauflösende Turbulenzmodelle

  • ​Large Eddy Simulationsmodelle
  • Hybride Turbulenzmodelle
  • Anwendungsempfehlungen
  • Aufsetzen von Rechnungen mit skalenauflösenden Turbulenzmodellen
  • Abschlussdiskussion & Ausblick