Institut für Angewandte Thermo- und FluiddynamikInstitut für Angewandte Thermo- und Fluiddynamik

Numerische Strömungssimulation (CFD) mit Fluent

Institut für Angewandte Thermo- und Fluiddynamik

Was heißt CFD?

„Computational Fluid Dynamics“

Zu deutsch:

„Numerische Strömungssimulation“

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Was kann CFD?

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Was kann CFD?

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Was kann CFD?

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Was kann CFD?

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Was kann CFD?

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Was kann CFD?

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Funktionsweise

• Modellerstellung

• Vergitterung

• Randbedingungen festlegen

• Berechnung und Auswertung

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Gitterarten

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Strukturiertes Gitter

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Unstrukturiertes Gitter

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Beispiel: Ansaugkrümmer eines PKW-Motors

Zeichnungsmodell

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Vergitterung und Festlegen der Randbedingungen

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Darstellung der Ergebnisse

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Windkanal oder CFD?

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Kosten Windkanal

• Windkanal 15.000.000,- €

• Ingenieure 1.350.000,- €/a

• Wartung, Instandsetzung 1.500.000,- €/a

• Kapitalkosten 1.500.000,- €/a

Bei einer Nutzung von 500 h/a ergibt sich eine Nutzungspreis von

8.700,- €/h

Summe 4.350.000,- €/a

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Kosten CFD• Großrechneranlage 2.500.000,- €

• Software 100.000,- €

• ausgebildete Ingenieure 1.250.000,- €/a

• Lizenzkosten 125.000,- €/a

• Kapitalkosten 260.000,- €/a

Summe 1.635.000,- €/a

Bei einer Nutzung von 4320 h/a (=180 Tage) ergibt sich eine Nutzungspreis von ~380,- €/h

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Vorteile

• Schnell, da gewähltes Design sofort verifizierbar

• Bei großen Modellen Messung nicht möglich und CFD einzige Möglichkeit

• Wesentlich kostengünstiger als Experimente

• Tiefgehender Einblick in das Strömungsfeld

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Nachteile

• Relativ junge Technologie und entsprechend teilweise nicht ausgereift

• Expertensystem mit entsprechender Einarbeitungszeit

• Hohe laufende Kosten und Anschaffungskosten