CFD-Simulation

Egal, ob es sich um Gase oder Flüssigkeiten handelt, Simcenter bietet einen umfassenden Satz von numerischen Strömungsmodellen für einphasige Strömungen. Von kompressibel bis inkompressibel, von laminaren bis turbulenten Strömungen, Simcenter bietet CFD-Analysen für jedes Strömungsregime. Für turbulente Strömungen können Aerodynamikingenieure aus allen Branchen aus einem umfassenden Satz an Turbulenzmodellen auf dem neuesten Stand der Technik wählen, einschließlich aller gängigen Modelle von Reynolds Average Navier Stokes (RANS), Detached Eddy Simulations (DES) und Large Eddy Simulations (LES).

Hyperschallgeschwindigkeit ist derzeit ein sehr interessantes Thema für die Forschung und zukünftige kommerzielle Flüge. Bei der Dissoziation und Ionisierung von Flüssigkeiten im Hyperschallregime ist ideales Gas möglicherweise nicht die geeignete Zustandsgleichung, reales Gasgleichgewicht ist möglicherweise die bessere Option.

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Technische Probleme aus der realen Welt decken mehrere Strömungsregime in geschichteten, verteilten, diskreten Filmen usw. ab. Bis heute gibt es kein einziges Mehrphasenmodell, das alle Regime abdecken kann; Simcenter CFD bietet jedoch eine umfassende Palette von Modellen für mehrphasige CFD-Simulationen, die zusammen verwendet werden können, um viele Strömungsregime abzudecken, einschließlich der Übergänge zwischen ihnen. Prognostizieren und verstehen Sie das reale Verhalten Ihrer Produkte, indem Sie Mehrphasenströmungen mit mehreren Regimen und mehreren Skalen simulieren.

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Partikelströme in der Technik gibt es überall — Wirbelschichten, Zyklonabscheider, Beschichtungen, Förderanlagen, Röster usw. Ob magere oder dichte Partikelströme, die Simcenter CFD-Simulation bietet eine vollständige Partikelflussintegration, um die Partikeleffizienz und -verteilung zu maximieren, den Energieverbrauch zu minimieren, übermäßigen Verschleiß und Abrieb zu vermeiden und die Gesamtleistung zu optimieren.

Durch die präzise Simulation realistischer Partikelformen mit der richtigen Partikelbewegung und dem richtigen Kontakt können Ingenieure die Leistung der Materialhandhabung sicherstellen. Im Gegensatz zu anderen Tools bietet Simcenter gekoppelte Strömungs- und Partikelphysik in einer einzigen Simulationsumgebung, was den Aufwand für die Einrichtung der Simulation erheblich reduziert. Ingenieure bieten sowohl netzbasierte als auch netzfreie Diskrete Elementmethoden (DEM) an und können jederzeit den am besten geeigneten Ansatz zur Partikelmodellierung wählen.

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Simcenter bietet eine umfassende Suite an reaktiven Strömungs- und Emissionsmodellen, die ein breites Anwendungsspektrum abdecken. Es ermöglicht eine enge Kopplung zwischen reagierenden Strömungsmodellen und Wärmeübertragung, Strahlung, Mehrphasenreaktionen und Oberflächenchemie. Unsere Modelle für reaktive Strömungen helfen dabei, Flammenform und -position zu verstehen und zu optimieren, Feststofftemperaturen zu minimieren, Emissionen zu reduzieren und die Leistungseffizienz zu maximieren. Sie können Flammendynamik, Wärmeübertragung, thermischen Verschleiß, Emissionen, Ertrag, Umwandlung, Selektivität und unerwünschte Bedingungen vorhersagen und verstehen, um die reale Physik Ihrer Konstruktionen genau zu erfassen.

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Smoothed-Particle Hydrodynamics (SPH) ist eine schnelle, netzlose Methode der rechnergestützten Strömungsdynamik. Da keine Vernetzung erforderlich ist, können Ingenieure komplexe Geometrien und Bewegungen einfach mit einer schnellen und robusten Methode handhaben. Mit SPH kann man komplexe, hochdynamische Grenzflächen zwischen Flüssigkeit und Flüssigkeit ohne zusätzlichen Aufwand lösen. Daher ist die SPH-Methode Teil einer neuen Generation von numerischen Methoden, die entwickelt wurden, um netzbedingte Beschränkungen mit traditionellen Ansätzen zu überwinden und gleichzeitig auf den Navier-Stokes-Gleichungen zu basieren.

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Innovative Produkte von heute, von elektronischen Geräten bis hin zu Mobilitätslösungen, benötigen innovative Kühl- und Wärmemanagementlösungen. Die Simcenter CFD Suite ermöglicht es Ingenieuren, die Wärmeübertragung in einem Medium oder zwischen Medien genau und effizient zu simulieren. Mit Wärmeleitung, Konvektion, Strahlung, konjugierter Wärmeübertragung und Sieden bietet die Simcenter CFD-Simulation ein umfassendes Spektrum an Wärmeübertragungsphysik zur genauen Vorhersage von Temperaturverteilungen in Flüssigkeiten und Festkörpern. Das Simcenter-Portfolio umfasst führende CFD-Analysen mit spezifischen Funktionen zur Simulation der Elektronikkühlung für Chipgehäuse, Leiterplatten (PCB), Racks und Gehäuse bis hin zu großen Rechenzentren.

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Strömungsgeräusche sind ein wichtiger Bestandteil der akustischen Signatur eines Fahrzeugs (oder eines anderen Produkts). Simcenter bietet eine umfangreiche Bibliothek genauer Modelle für die Vorhersage aeroakustischer Lärmquellen, darunter: Steady-State-Modelle, direkte Modelle (DES/LES), Ausbreitungsmodelle und den Solver für akustische Störungsgleichungen (APE).

Simcenter unterstützt hybride aeroakustische Methoden: Erstens wird eine CFD-Simulation zur Erfassung von Strömungsturbulenzen verwendet, die in aeroakustische Quellen übersetzt werden, um sie in ein zweites akustisches Simulationsmodell (FEM) einzubinden. Letzteres sagt dann die akustische Ausbreitung dieser Quellen voraus, einschließlich Reflexionen und Absorption in der Umgebung. Zum Beispiel können das Geräusch der Klimaanlage oder des Seitenspiegels in einem Auto vorhergesagt werden.

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Fast alle realen technischen Probleme hängen letztlich von der Wechselwirkung zwischen Flüssigkeiten und festen Strukturen ab. Die Simcenter CFD-Simulation bietet sowohl numerische Strömungsmechanik auf Basis endlicher Volumen (FV) als auch rechnergestützte numerische Festkörpermechanik (CSM) auf Basis finiter Elemente (FE). Dies ermöglicht es Ingenieuren, die Fluid-Struktur-Interaktion FSI in einer einfach zu bedienenden, einzigen integrierten Benutzeroberfläche zu simulieren. Mit diesem Ansatz können Sie statische, quasistatische und dynamische Probleme lösen, einschließlich solcher mit nichtlinearer Geometrie und mehreren Teilen unter Verwendung von verklebten und kleinen Schleifkontakten.

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Die Simcenter CFD-Simulation erweitert die mechanische Fluid-Struktur-Interaktion und bietet effiziente Arbeitsabläufe für thermische Spannungsanalysen. Wärmetechniker können Wärmeübertragungsprobleme zwischen einer Flüssigkeit und einer Struktur lösen und auf dieser Grundlage die thermischen Spannungen in den festen Bereichen bewerten.

Mit der rechnergestützten Rheologie in Simcenter CFD-Analysen können Ingenieure Flüssigkeiten simulieren, die von Diffusion und viskosem oder viskoelastischem Verhalten dominiert werden. Die rechnergestützte Strömungsdynamik nichtnewtonscher Flüssigkeiten ist für Ingenieure in der Konsumgüter-, Abfallverarbeitungs- und Lebensmittel- und Getränkeindustrie nützlich, die mit Mischern, Durchflussbehältern, Schlämmen, Extrusionen und Materialverarbeitung arbeiten. Die genaue Simulation der Rheologie ist der Schlüssel zur Reduzierung des Stromverbrauchs, der Emissionen und des Rohstoffverbrauchs bei gleichzeitiger Verbesserung der Produktzuverlässigkeit, des Benutzererlebnisses und der Haftungskosten.

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Die Simcenter CFD Suite enthält eine breite Palette von elektromagnetischen Modellen für eine Reihe von elektromagnetischen Simulationen, von Magnetventilen, Magnetventilen, Aktuatoren und Transformatoren bis hin zu elektrischen Maschinen. Als multiphysikalische CFD-Suite bietet sie integrierte elektromagnetische Funktionen, die es Ihnen ermöglichen, den Kühlmittelfluss, die Wärmeübertragung und die Elektromagnetik in einer einzigen Simulation eng miteinander zu verbinden. Es ermöglicht Ingenieuren auch, magnetohydrodynamische (MHD) -Anwendungen wie Plasmalichtbogensimulation, Druckgasschalter und Schweißen zu simulieren.

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Für die Realisierung eines ganzheitlichen digital twin ist die Simcenter-CFD-Simulation in das breitere Simcenter-Portfolio eingebettet. Dies ermöglicht es Ingenieuren, integriert zu bleiben, während sie ausgedehnte multidisziplinäre Projekte durchführen, wenn die Analyse über multiphysikalische CFD hinausgehen muss. Simcenter ermöglicht Ihnen die Kopplung mit anderen Simulationstools über spezielle Schnittstellen und gängige Datenformate. Dies ermöglicht es Ingenieuren, ganzheitliche multidisziplinäre Simulationen mit Zeitskalen von Mikrosekunden bis zu Tausenden von Sekunden zu erstellen, und Physik, die von ausgeklügelter Festkörpermechanik bis hin zu schnellen Systemsimulationen reicht, und gleichzeitig die für jede Disziplin am besten geeignete Simulationstechnologie zu nutzen.

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