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CFD – Nicht nur für Düsen, sondern auch zur gesamten Prozessoptimierung


CFD ist die Abkürzung für „Computational Fluid Dynamics„. Hierunter ist also die numerische Strömungsmechanik oder auch Strömungssimulation zu verstehen.

Die Anwendung der CFD bietet eine Reihe von Vorteilen. So kann beispielsweise die Anzahl an Versuchsreihen drastisch reduziert werden. Dieses bedeutet eine enorme Zeit- und Kostenersparnis.

Selbstverständlich sind CFD-Berechnungen nicht auf die Düsentechnik beschränkt! Vielmehr können nahezu alle Fragestellungen gelöst werden, die im Zusammenhang mit der Strömungsmechanik stehen. Ebenso lassen sich Stoff- und Wärmeübergangsprozesse berechnen.

CFD als zusätzliches Tool und nicht als Ersatz.

CFD - Ein zusätzliches Tool für die Düsentechnik und Prozessoptimierung

Die numerische Strömungsmechanik CFD ist keinesfalls einfach nur als Ersatz für die Dimensionsanalytik oder Ähnlichkeitstheorie anzusehen. Vielmehr handelt es sich um zwei grundsätzlich verschiedene Werkzeuge. Die sich jedoch in hervorragender Weise ergänzen können!

Denn jede dieser speziellen Methoden weist ganz besondere Vor- und Nachteile auf.

Aufgrund der Tatsache, dass wir beide Tools beherrschen und unabhängig voneinander einsetzen können, resultieren natürlich sehr viele Vorteile.

Im Interesse effizienter, kostengünstiger und rascher Ergebnisse beraten wir Sie in einem ersten Schritt darüber, welche der beiden Methoden vorteilhaft ist. Selbstverständlich können auch sinnvolle Kombinationen aus beiden Tools in Betracht kommen!

CFD – Vor- und Nachteile dieser Methode.

Numerische Strömungsberechnung - Beispiel einer Geschwindigkeitsverteilung im Austritt einer Düsenmündung - Bild: IBR Zerstäubungstechnik GmbH

Das zählt zu den wesentlichen Vorteilen und Stärken einer CFD-Berechnung, die wir gerne für Sie durchführen:

  • Es können Strömungsbedingungen auch an kritischen Stellen ermittelt werden, die einen Einsatz von Messsonden oder ähnlichem nicht erlauben.
  • Somit lassen sich auch sehr kleine Geometrien genau untersuchen, dargestellen und optimieren.
  • Spezielle Effekte oder strömungstechnische Bedingungen lassen sich isoliert betrachten und auflösen.
  • Prototypen können quasi visuell erstellt und näher untersucht werden. Geometrische oder strömungstechnische Änderungen lassen sich somit rasch beurteilen.
  • Vorliegende CAD-Daten können natürlich für die CFD genutzt werden. Nach der Modifikation bzw. Optimierung lassen sich rasch Modelle anfertigen. Möglicherweise durch schnelle und kostengünstige 3-D Druckverfahren.

Selbstverständlich gibt es auch einige Nachteile und Fehlerquellen. Diese lassen sich jedoch mit entsprechendem Know-how vermeiden!

  • Bei einer falschen oder ungünstigen Wahl der Randbedingungen sowie des zugrunde gelegten Modells werden sinnlose Ergebnisse errechnet.

    Daher ist eine detaillierte Erörterung der Aufgabenstellung mit unseren Experten sehr wichtig.

    Nicht nur Spezialisten für die CFD selbst, sondern auch erfahrene Ingenieure aus dem Bereich der Verfahrenstechnik und Strömungsmechanik beurteilen die Sachlage und geben wichtige Hinweise.

  • Reduziert man die Anzahl der Rechenschritte zu stark, um beispielsweise Rechenzeit und Kosten zu sparen, können die Rechenergebnisse mit großen Unsicherheiten behaftet sein.

Es kommt also ganz wesentlich darauf an, die Anzahl an vorgesehenen Rechenschritten der Komplexität des zu untersuchenden Phänomens anzupassen. Hierzu bedarf es natürlich umfassender Kenntnisse in der Strömungsmechanik. Dieses betrifft auch strömungstechnische beziehungsweise konstruktive Änderungen an den visuellen Prototypen. 

Daher arbeiten im Team der IBR Zerstäubungstechnik GmbH Spezialisten für die Düsentechnik und Strömungsmechanik für Sie eng zusammen, um Entwicklungen und Optimierungen zu realisieren. Dieses nicht nur effizient und kostengünstig, sondern zudem auch mit der unbedingt erforderlichen Sachkompetenz.

Ist die CFD für mich sinnvoll?

Diese Frage können wir, – und auch andere -,  nicht pauschal und allgemein beantworten. Welche der zur Verfügung stehenden Methoden besonders günstig und Ziel führend ist kann nur individuell entschieden werden! Und zwar erst dann, wenn die Aufgabenstellung sowie die Zielsetzung bekannt ist.

Zu berücksichtigen ist jedoch immer, dass Ergebnisse sowohl aus CFD-Berechnungen als auch aus ähnlichkeitstheoretischen Untersuchungen grundsätzlich verifiziert werden müssen. Auch diesbezüglich weisen die einzelnen Verfahren spezifische Vor- sowie Nachteile auf. Daher kann im Vorfeld nach unserem Dafürhalten keine allgemeingültige Empfehlung für das eine oder andere Verfahren ausgesprochen werden.

Kommt es zu einer ungünstigen oder falschen Wahl der Methode, kostet dieses nur unnötig Zeit und Geld. Um genau dieses zu vermeiden, sprechen wir Empfehlungen erst dann aus, nachdem wir gemeinsam mit Ihnen die Aufgabe umfassend erörtert haben.

Der besondere Vorteil für Sie!

Wir bieten sowohl CFD Berechnungen als auch die Dimensionsanalytik und Ähnlichkeitstheorie als Dienstleistung an. Im Gegensatz zu vielen anderen Unternehmen und Dienstleistern sind wir also nicht auf eine einzige Methode fokussiert. Somit ist eine bestmögliche und nur Ihren Belangen entsprechende Beratung garantiert!

Wir beantworten Ihre Fragen zur Dichte von Fluiden!

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