Mit dem Strömungssimulations- (Computational Fluid Dynamics) Paket Star-CCM+ V2.08 stellt CD-adapco den Anwendern einen vollständigen Satz an physikalischen Modellen zur Verfügung, um technische Aufgaben in Bezug auf Wärmeübergang zwischen Flüssigkeiten, Gasen und Festkörpern lösen zu können. Die aktuelle Version enthält viele Verbesserungen in puncto Benutzerfreundlichkeit sowie einen optimierten Vernetzer, der qualitativ höherwertige Gitter um bis zu 20 % schneller erstellt.
Bis jetzt war das größte Hindernis bei der Durchführung von Conjugate Heat Transfer (CHT)-Simulationen für komplexe Strukturen (wie zum Beispiel interne Verbrennungsmotoren) der Versuch, ein Rechengitter zu erstellen, das sowohl die Festkörper- also auch die Kühlmittelgeometrie genau wiedergibt. Bei der Verwendung von Star-CCM+ V2.08 wird dieses Hindernis vollständig überwunden. Das Programm verfügt über eine robuste Vernetzungsmethodik, die es Benutzern erlaubt, automatisch Gitter sowohl der Fluid- als auch der Festkörpergeometrien zu erzeugen. Diese Vorgehensweise stellt sicher, dass ein konformes Gitter an der Festkörper-Fluid-Verbindungsnaht beibehalten wird, was eine Eins-zu-eins-Verbindung zwischen den Zellen auf jeder Seite des Randes garantiert. Das erübrigt die Notwendigkeit eines Mappings oder einer Interpolation zwischen den physikalischen Gebieten. Um eine genaue Auflösung der Gradienten aufgrund von Strömung und Wärmeübergang im Bereich der Verbindungsnaht zu erreichen, werden auf der Fluidseite automatisch Grenzschichtzellen erzeugt und, falls gewünscht, auf der Festkörperseite.
Simulation der Realität
Blasensieden wird in zunehmendem Maße als ein Mechanismus zur Verbesserung des Wärmeübergangs bei Kühlsystemen eingesetzt. Während kontrolliertes Sieden zu einem äußerst effizienten Wärmeübergang führen kann, kann jedoch unkontrollierte Erzeugung von Dampf zur Entstehung von Filmsieden führen. Star-CCM+ V2.08 berücksichtigt das Sieden explizit unter Verwendung eines robusten und validierten Modells für unterkühltes Blasensieden, was sowohl den Wärmeübergangsprozess als auch die Entstehung, den Transport und die Zerstörung von Dampf modelliert. Durch Verwendung dieser Vorgehensweise sind Ingenieure nicht nur in der Lage, den Beginn des Blasensiedens vorherzusagen (und die Betriebsbedingen, bei denen es stattfindet), sondern auch wie ein vorgegebenes Kühlkonzept auf das Sieden reagiert und das sowohl hinsichtlich seines Einflusses auf das Strömungsfeld als auch auf die Temperaturverteilung innerhalb des Festkörperbauteils.
Star-CCM+ V2.08 beinhaltet auch eine Funktionalität, um sowohl lang- als auch kurzwellige Strahlung zu simulieren. Durch die Verwendung paralleler View-Factor-Berechnung macht Star-CCM+ V2.08 Simulationen, die Wärmeübergang aufgrund von Strahlung berücksichtigen, praktikabel. Dies gilt sogar für Simulationen mit komplexen Geometrien oder großen Rechengebieten.
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