CFD-Modellierung: Grundlagen und Anwendungen bei by Rüdiger Schwarze

By Rüdiger Schwarze

In diesem kompakten Lehrbuch wird die Methodik der numerischen Simulation von Strömungsprozessen erklärt. Die Grundlagen werden in hinreichender Tiefe vorgestellt, gleichzeitig wird die Anwendung der Methodik an verschiedenen Beispielen demonstriert. Die Beispiele umfassen sowohl einfache als auch komplexe Probleme. Die einfachen Problemstellungen können vom Leser im Selbststudium mit Hilfe von gängigen CFD-Softwarepaketen bearbeitet werden. Die komplexen Probleme sind aus aktuellen grundlagenorientierten und anwendungsnahen Forschungsprojekten des Autors abgeleitet. Die Besonderheit des Buches liegt darin, dass dem Leser das Potenzial der vorgestellten Methodik durch die Anwendung auf komplexere, praxisrelevante Beispiele demonstriert wird.

Das Buch wendet sich an Studierende der Ingenieurwissenschaften, insbesondere des Maschinenbaus und der Verfahrenstechnik sowie verwandter Studienrichtungen wie Physik und angewandte Mathematik, Ingenieure und Naturwissenschaftler, die CFD-Simulationen einsetzen wollen.

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Anschließend wird die Gittertopologie festgelegt und ggf. an die Geometrie des Strömungsgebiets angepasst. 3. Im nächsten Schritt werden die notwendigen Gitterparameter, beispielsweise die Zellteilungen an einzelnen Kanten des Gitters, festgelegt. 4. Danach wird ein vorläufiges Rechengitter, in ANSYS ICEM CFD als Pre-Mesh bezeichnet, für das Strömungsgebiet erzeugt. Die Qualität des vorläufigen Gitters sollte überprüft werden. Falls das vorläufige Gitter nicht die erwarteten oder benötigten Gütekriterien erfüllt, können die Gitterparameter geändert und ein neues Pre-Mesh erzeugt werden.

Expansion des Fluides auftretenden zusätzlichen Reibungseffekte. 13) Bestehen in einem strömenden Fluid komplexere Zusammenhänge zwischen den Scherspannungen und den Geschwindigkeitsgradienten, so können diese durch nicht-Newtonsche Fließgesetze approximiert werden. Ein einfaches Fließgesetz für nicht-Newtonsche Flüssigkeiten ist das Modell von Ostwald und de Waele D Á . P/ 2 S Á . 16) mit dem Konsistenzfaktor Ä und dem Fließindex n. Es muss an dieser Stelle jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass nicht jedes nicht-Newtonsche Fließgesetz problemlos in ein CFD-Modell übernommen werden kann.

Eine senkrechte Kante aus, um den Block zu teilen (Abb. 19b). 4. Nach der Teilung sollte einer der vier Blöcke in etwa dem nicht benötigten Gebiet unter der Stufe entsprechen. Dieser Block kann gelöscht werden, nutzen Sie dazu den Menüpunkt Blocking > Delete Block (Abb. 20a). 5. Wählen Sie den Menüpunkt Blocking > Associate > Associate Edge to Curve und assoziieren Sie die Außenkanten der drei verbliebenen Blöcke mit den Randkurven des Strömungsgebiets (Abb. 20b). 48 2 Rechengitter 6. Gehen Sie dann ins Menü Blocking > Move Vertices > Move Vertex und verschieben Sie die Eckknoten der Blöcke so, dass sie sich mit den entsprechenden Punkten des Strömungsgebiets decken.

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