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Institut für Angewandte Thermo- und FluiddynamikInstitut für Angewandte Thermo- und Fluiddynamik
Numerische Strömungssimulation (CFD) mit Fluent
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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