Wir beherrschen Entwurf und Berechnung von Propellern und Turbomaschinen. Dazu verwenden wir aktuelle CFD-Methoden. Die Berechnungen sind mit Hilfe des InsightCAE-Frameworks vollständig automatisiert. Dabei nutzen wir ausschließlich freie Open-Source-Software. Damit sind kürzeste Durchlaufzeiten und einfache Integration in Optimierungsverfahren möglich.
Kavitation ist ein limitierender Faktor für alle Turbomaschinen mit flüssigen Arbeitsmedien. Für die Vorhersage des Kavitationseinsatzes und ihrer Auswirkung auf die Maschinenleistung sind numerische CFD-Simulationen die beste Option. Auch diese Berechnungen führen wir zuverlässig nur mit Open-Source-Software durch.
Nach Bestimmung der Propellerfreifahrtkurve sind in der Regel weitere Auswertungen notwendig. Beispielsweise ist eine Propulsionsanalyse erforderlich. Damit kann die Geschwindigkeit eines bestimmten Schiffs mit dem untersuchten Propeller bestimmt werden. Wir bieten Softwarelösungen für einen nahtlosen Designprozess. Alle Schritte verwenden dabei nur freie Open-Source-Software.
Propeller mit Flügeln aus Faserverbundwerkstoffen (z.B. CFK oder GFK) sind flexibel. Bei der Auslegung muss die Verformung der Flügel unter Betriebslast berücksichtigt werden. Wir haben eine Softwarelösung entwickelt, um die notwendigen CFD-Simulationen mit Fluid-Struktur-Kopplung unter Verwendung von OpenFOAM und Code_Aster durchzuführen.
Mit Hilfe unseren Automatisierungsframeworks Insight CAE können wir vollständig automatisierte Schiffswiderstandsberechnungen mit dem Open-Source CFD Paket OpenFOAM durchführen. Damit sind nicht nur keine teuren Softwarelizenzen mehr erforderlich sondern es können auch Mitarbeiter, die nur Basiskenntnisse in CFD-Methoden haben, diese normalerweise sehr komplizierten Berechnungen durchführen.
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Die Struktur der Oberfläche in kompakten Wärmeübertragern kann die Effizienz wesentlich steigern. Wir haben Erfahrung bei der Untersuchung und Optimierung dieser Oberflächen. Die Analyse der Wirbelstrukturen und des lokalen Wärmeübergangs ermöglicht eine gezielte Optimierung der thermo-hydraulischen Effizienz. Unsere selbst entwickelten Algorithmen zur Gittergenerierung machen die Simulation effektiv und kostengünstig.
Die Analyse der Strömung in verschiedenen Betriebspunkten von Wärmeübertragern ist der wichtigste Schritt zur Optimierung. Wir beherrschen die dazu notwendigen Werkzeuge. Damit ist auch eine automatisierte Optimierung möglich. Verbesserter Ein- und Ausstrom und bessere Strömungsführung bei minimalen Druckverlusten senkt die Bauteil- und Betriebskosten der Einheit. Ebenso können Aussagen über lokale thermische Spannungen aus den 3D-Simulationen abgeleitet werden.
Bei der Simulation von Wärmeübertragern können komplexe Geometrien durch poröse Medien ersetzt werden. Die Bestimmung von Wärmeströmen und der Auslösetemperaturen ist damit stark vereinfacht. Es kann die Gestaltung der Zu- und Abströmung mit wenig Rechenaufwand optimiert werden.
Foulingprozesse finden in Wärmeübertragern im Betrieb statt. Wir haben Lösungen, um diese Prozesse in einer Simulation zu quantifizieren. Die Stärke der lokalen Ablagerungen und deren Einfluss auf den Wärmeübergang und den Druckverlust werden ermittelt.
Die Bewertung des gefühlten Komforts in Räumen (Gebäude, Flugzeug oder Auto) erfordert die Berücksichtigung der menschlichen Thermoregulation. Unsere Implementierung des Fiala-Modells kann mit einem CFD-Modell gekoppelt werden. So können realistische Temperaturen und Komfortindex berechnet werden. Die richtige Wirkung von Klimaanlagen kann so im Entwicklungsprozess gewährleistet werden.
In Strömungssimulation kann zusätzlich die Partikelverteilung mitberechnet werden. Dies spielt z.B. für Reinraumtechnik eine Rolle. Wichtig ist auch der Wärmeübergang (Konvektion, Strahlung, Leitung) bei Berechnung der Belüftung von Kabinen, Hallen oder Büroräumen. Eine Reduzierung des Energieverbrauchs für die Klimatisierung ist durch effiziente Belüftung möglich. Unsere Berechungssoftware konnte in verschiedenen Projekten anhand einer Fahrzeugkabine getestet und validiert werden.
Wir beherrschen die 3D Simulation der Wärmeausbreitung in komplexen Bauteilen. Damit ist eine Analyse der Temperaturverteilungen im Material möglich. So können thermische Spannungen vermieden oder die Isolation verbessert werden.
Mit 3D-Simulationen kann eine thermische Analyse von Motorräumen erfolgen. Ein Vergleich verschiedener Kühlkonzepte- und Strategien ist möglich. Und zwar im Entwicklungsprozess, bevor teure Versuche durchgeführt werden.
Wir haben Erfahrung in den Anwendung von Code_Aster. Dieser FEM-Code kann z.B. für statische und transiente Berechnungen mit Volumenelementen eingesetzt werden. Ebenso für Balken oder Schalen. Auch Kontaktprobleme, Schraubenverbindungen oder Eigenfrequenzanalysen sind möglich. Wenn Sie am Erlernen von Code_Aster interessiert sind, haben wir auch Schulungen für Code_Aster im Angebot.
Ähnlich wie Schraubenverbindungen können auch Klebeverbindungen in FEM-Modellen berücksichtigt werden. Wir haben Methoden adaptiert, die auch Aussagen zum Spannungszustand in der Klebeschicht liefern.
Propellerflügel aus faserverstärktem Kunststoff (CFK oder GFK) sind massive Kompositstrukturen mit einer verhältnismäßig großen Dicke. Wir haben Methoden entwickelt, mit denen wir diese Geometrien effizient vernetzen können. Wir erstellen auch die FEM-Modelle, die für eine Simulation der Fluid-Struktur-Kopplung notwendig sind. Darin enthalten sind auch angepasste Formulierungen der Versagenskriterien für die Bewertung der Festigkeit.
Die Untersuchung der Kohlendioxid-Konzentration im Container eines Blockheizkraftwerkes ist durch Strömungssimulation möglich. Die Verteilung der Geschwindigkeit, Temperatur und Kohlendioxidkonzentration kann ausgewertet werden. Zur Vermeidung von Gefahren und Sicherstellung der Frischluftzufuhr können Verbesserungsansätze abgeleitet werden.
Kleine Windkraftanlagen werden zur dezentralen Energieversorgung eingesetzt. Wir können unterstützen bei der Berechnung und Auslegung von Flügelgeometrien. Wir bestimmen Wirkungsgrade und Energieerträge für verschiedene Betriebspunkte und Flügelgeometrien.
Wir simulieren partikelbeladene Strömung inkl. Erosionseffekte. Dazu verwenden wir kombinierte Euler- und Lagrangemethoden. Damit können Konstruktionen gezielt verbessert werden, um Ablagerungs- und Abtragungsprozesse zu reduzieren.
Die Simulation von Sloshing in Tanks liefert Aussagen über Kräfte und Momente. Es ist möglich, in gekoppelten Simulation äußere Kräfte zu berücksichtigen. Die Berechnungen können mit InsightCAE automatisiert werden. Damit ist eine einfache Minimierung der resultierenden Kräfte bei verschiedenen Füllzuständen möglich.
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