cfd software

ANSYS ist ein Simulationssoftwareprodukt, das Unternehmen hilft, ihre Prototypen vor der Validierung zu modellieren. Ingenieure können diese Suite von Computer-Aided Design (CAE) und Computational Fluid Dynamics (CFDs) verwenden, um virtuelle Modelle ihrer Strukturen zu erstellen und sie dann validierten Experimenten zu unterziehen. Auf diese Weise eine Designanalyse durchzuführen, kann den Umfang der physischen Tests, die durchgeführt werden müssen, bevor etwas auf den Markt gebracht wird, drastisch reduzieren. Diese App wurde entwickelt, um die Flexibilität zu maximieren. Benutzer können den integrierten Simulator für die Anwendungstechnik konfigurieren, um die Anforderungen fast jeder Branche zu erfüllen. ANSYS passt seine Simulationen an einen bestimmten Produkttyp an, der getestet wird, indem es sich auf das konzentriert, was der Entwickler als durchdringende Simulationstechnologie bezeichnet. Ein Luft- und Raumfahrtingenieur möchte beispielsweise mehr über die Auswirkungen von Verzögerungen auf einen neuen Luft- und Raumfahrtrahmen erfahren. Ihr Team könnte mit ANSYS ein komplexes 3D-Modell des Testflugzeugs zeichnen. Anschließend lassen sie es durch ein Multi-Physik-Simulationsmodul laufen, um zu sehen, welche Kräfte im Flugmodus darauf wirken. Vielleicht gilt die ANSYS-Sammlung als die leistungsstärkste und glaubwürdigste Software unter den Top 10 der CFD-Software, deren Umfang und Fähigkeiten immer größer werden.

TCFD ist nicht von anderer Software abhängig, aber voll kompatibel mit Standard OpenFOAM® und anderen Softwarepaketen. Es wurde ursprünglich für die Simulation von Rotationsmaschinen entwickelt, kann jedoch für eine Vielzahl verschiedener CFD-Simulationen verwendet werden. Jeder einzelne TCFD-Simulationslauf hat seinen eigenen Ergebnisbericht im web-responsiven.html-Format oder PDF-Format. Der Bericht kann während des Simulationslaufs jederzeit aktualisiert werden. Die Ingenieure wissen immer, was die aktuellen Ergebnisse der laufenden Simulation sind. Beispiele für TCFD-Berichte: Radialpumpe, Axialpumpe, Radialventilator, Axialventilator, Radialkompressor, Axialkompressor, Radialturbine, Axialturbine, Francisturbine, Kaplanturbine, Verteiler, Schiffsrumpfpropeller. TCFD enthält auch die Turbo Blade Post-Software – einen speziellen Satz von ParaView-Plugins für die Nachbearbeitung von Turbomaschinen.

Zur Automatisierung der Geometriegenerierung stehen auch Integrationen (Add-Ons oder Plug-Ins) zur Verfügung, um CAESES an andere Plattformen und Umgebungen wie beispielsweise ANSYS Workbench zu koppeln. Wenn Sie sich für Software zur CFD-gesteuerten Formoptimierung interessieren, besuchen Sie die CAESES-Seiten. CAESES ist eine All-in-One-Lösung für CAD, Automatisierung und Optimierung im Kontext komplexer Produktgestaltung mit CFD. Für ANSYS-Anwender gibt es auch eine CAESES ACT-App, um Formoptimierungen direkt in der ANSYS Workbench durchzuführen. Lesen Sie den Artikel „Aerodynamic Shape Optimization: A Practical Guide“, der auch verwandte Themen im Bereich der Aerodynamik behandelt. Gefällt Ihnen dieser Beitrag über CFD-Optimierungssoftware? Dann melden Sie sich für unseren CAESES-Newsletter an, um Produkt-Updates und Artikel wie diesen zu erhalten. Melden Sie sich an, um CAESES-Produktupdates in Ihrem Posteingang zu erhalten. Durch Klicken auf „ANMELDEN“ stimmen Sie den Datenschutzbestimmungen von FRIENDSHIP SYSTEMS zu.

Dieser Meilenstein gilt als einer der schwer zu überwindenden. Der Lernende hat immer Angst vor der Komplexität von Gleichungen, numerischen Methoden usw. Hier würde Ihr Endziel „Anwendungsingenieur“ zu Ihrer Rettung kommen. Anwendungstechniker müssen kein Experte in Gleichungsmathematik und numerischen Methoden sein. Wenn Sie über ein tiefes Verständnis von Mathematik und numerischen Methoden verfügen, ist dies eine gute Sache, aber kein Muss. Was ein Muss ist, ist Ihr Verständnis der Gesamtgleichungen, ihrer Begriffe und ihrer physikalischen Bedeutung. Sie müssen auch die Grenzen numerischer Schemata kennen und wissen, wo was zu verwenden ist. Betrachten Sie also jedes Konzept aus physikalischer Sicht, anstatt sich auf die Mathematik zu konzentrieren.

Gehen Sie von einer Produktverbesserung von 3%, 5% oder 10% aus (was auch immer Sie erreichen wollen oder realistisch ist) und schreiben Sie auf, wie Ihr Unternehmen und Ihre Kunden davon profitieren. Denken Sie auch an die Engineering-Zeit, die Sie durch die Automatisierung der Erstellung und Auswertung von Geometrievarianten sparen könnten. In den meisten Fällen kann Ihnen eine einfache Berechnung den tatsächlichen Nutzen von effizienten CAE-Tools aufzeigen. Wenn Sie sich über den Nutzen nicht sicher sind, setzen Sie sich mit den ausgewählten Softwareanbietern zusammen und versuchen Sie, ihn festzuhalten. Die wichtigsten Stakeholder Ihres Unternehmens müssen eine klare Vorstellung vom Wert einer Investition in Software haben.

Um sicherzustellen, dass Sie das Verhalten des Fluid- oder Wärmeflusses in einem bestimmten Gerät visualisiert haben, bevor Sie CFD durchführen, sollten Sie über sehr gute Grundlagen der Fluiddynamik und der Wärmeübertragungsthemen verfügen. Sie müssen diese Themen auch lernen, um die zugrunde liegenden Gleichungen für CFD zu verstehen. Die erste Lernphase besteht also darin, die erforderlichen Grundlagen der Strömungsmechanik und der Wärmeübertragung zu klären. Es wird erwartet, dass man diesen Meilenstein bereits während des Studiums überschritten hat. Aber nehmen wir das hier nicht an. Ich empfehle dringend, diese Themen noch einmal durchzugehen, bevor Sie mit der CFD-Reise beginnen.

Bei dieser Methode wird das Fluid als eine Ansammlung von Partikeln dargestellt. Dadurch kann Particleworks die Bewegung von Flüssigkeiten präzise und stabil simulieren. Darüber hinaus ermöglicht es Particleworks, freie Oberflächen zu simulieren, sowie die Interaktion zwischen 2 verschiedenen Flüssigkeiten, wie Öl und Wasser. Darüber hinaus unterstützt Particleworks Multi-GPU-Computing. Somit ist es in der Lage, Hunderttausende bis Millionen von Flüssigkeitspartikeln zu simulieren, was es ermöglicht, sehr große Modelle zu simulieren. Wenn Particleworks mit einem Softwarepaket für die Mehrkörperdynamiksimulation gekoppelt wird, eignet es sich daher für die Co-Simulation von CFD-Simulation und MBD-Simulation. Und so können Sie durch die Co-Simulation mit RecurDyn die Anwendungsbereiche beider Softwarepakete weiter erweitern.

Mit Morphing-Techniken haben Sie begrenzte Flexibilität und direkte Kontrolle. Sie müssen irgendwie sicherstellen, dass Sie nur machbare Designs und nützliche Geometrien erstellen (zB keine stark gequetschten Oberflächen oder Netze unter Berücksichtigung von Platzbeschränkungen, Dicken, Abständen usw.). Wenn Sie vermaschte Geometrien morphen, müssen Sie möglicherweise auch überlegen, wie Sie Ihre optimierte Form am Ende des Prozesses wieder ins CAD zurückbringen. Es gibt auch den Bereich der adjungierten CFD, der interessant sein könnte, wenn Sie mit einer großen Anzahl von Parametern und ziemlich teuren CFD-Berechnungen zu tun haben. Wenn Ihr CFD-Tool einen adjungierten Solver bietet, benötigen Sie nur eine zusätzliche Berechnung, um herauszufinden, wie sich die verschiedenen Bereiche Ihrer Geometrie auf das gewählte Ziel auswirken.

Berücksichtigen Sie bei der Softwareauswahl daher die langfristigen Entwicklungen in Ihrem Unternehmen durch hohe Flexibilität. Wahrscheinlich werden Sie zunächst prüfen, ob Ihre vorhandenen Tools Teil Ihres Optimierungsworkflows sein können, sodass kein zusätzliches Know-how oder Software erforderlich ist. Für eine Teilmenge von Optimierungsaufgaben können beispielsweise traditionelle CAD-Tools wie Catia, NX oder PTC Creo automatisiert und in der Optimierungsschleife verwendet werden. Für anspruchsvollere Optimierungsaufgaben kann es jedoch sinnvoll sein, dedizierte Softwarepakete wie CAESES zu überprüfen. Wenn Sie komplexe Produkte konstruieren, bei denen die Automatisierung der Geometriegenerierung und CFD-Simulation eine Herausforderung darstellt, sollten Sie eine Software in Betracht ziehen, die viele der typischen Engpässe bereits löst, zB Robustheitsprobleme bei der Variation und Details wie die Beibehaltung der Face-IDs.

Wie lernt man CFD? Anfänger in der CFD-Reise haben die erste Frage im Kopf: „Wie fange ich an, CFD zu lernen? CFD selbst lernen. Diese Frage wird von vielen gestellt, daher habe ich mir überlegt, den Lernpfad für CFD-Anfänger aufzuzeigen. Dieser Leitfaden gibt Anfängern einen Vorsprung darüber, was sie lernen sollen, worauf sie sich konzentrieren und vor allem, wo sie lernen sollen.

Im Vergleich zu den Konstruktionsparametern von HLK-Kanälen in Wohngebäuden haben industrielle Kanalsysteme kritischere und speziellere Anforderungen, da die Bedrohung durch giftige Luft und Sicherheitsrisiken größer sind. Die Exposition von Arbeitern gegenüber Staub, giftigen Dämpfen, Dämpfen und anderen Berufsrisiken kann schwere gesundheitliche Schäden wie Kohlenmonoxidvergiftung verursachen. Viele Branchen sind mit diesem Problem der Rauchabsaugung konfrontiert, darunter Pharmazeutika, chemische Verarbeitung, Schweißen, Farbspritzen und so weiter. Sowohl in Wohn- als auch in Industrieumgebungen ist die Erhaltung der Gesundheit und des Wohlbefindens der Gebäudebewohner die wichtigste Überlegung. Rauchabsaugung, Belüftung und andere Lüftungsöffnungen müssen in Übereinstimmung mit den Vorschriften entworfen und fertiggestellt werden, wobei auch Effizienz und umweltfreundliche Materialalternativen berücksichtigt werden.

Softwarepakete für CFD hängen vollständig von der Situation ab, mit der wir es zu tun haben, und den Umständen, denen wir ausgesetzt sind. Normalerweise investieren neue Benutzer einen Monat oder ein paar Wochen, um die Flüssigkeitsflussprobleme zu analysieren, zu verstehen und zu rekonstruieren und zu lösen und die Software mit einem einfachen Fluss zu verwenden. Der Benutzer sollte eine Grundlage dafür haben, Vertrauen in einen bestimmten Code zu setzen, um eine solche Verpflichtung einzugehen. Kommerzielle Produkte vermitteln in der Regel das komplette Paket an CFD-Codes und Pre- und Postprozessoren. Sie stellen auch eine ausreichende Dokumentation bereit, damit der Benutzer das Produkt effizient und effektiv nutzen kann.

Tipps und Hilfe zu Simulationen und Simulations- und CAD-Software. Um Simulationen durchzuführen, benötigen Sie zunächst eine Geometrie oder ein Modell, das das zu simulierende Problem oder System repräsentiert. Die Software, die benötigt wird, um diese zweidimensionalen (2D) Zeichnungen oder dreidimensionalen (3D) Modelle zu erstellen, wird als Computer Aided Design oder CAD Software bezeichnet. Es gibt einige erstaunliche CAD-Software, die sowohl kostenlos als auch kommerziell erhältlich ist.  In der Bibliothek können Sie kostenlose CAD/3D-Modelle herunterladen. Der Prozess der Annäherung des geometrischen Bereichs (CAD repräsentiert das Problem oder System) durch Aufspaltung in kleinere Unterbereiche (Hexaeder- und Tetraederformen in 3D und Vierecke und Dreiecke in 2D) wird als Netz- oder Gittergenerierung bezeichnet.

Die Herstellung von HVAC-Diffusoren, Lüftungsgeräten und FTUs erfordert in der Regel strenge Tests, um sicherzustellen, dass sie die Luft effektiv zirkulieren und konditionieren und die IAQ-Standards erfüllen. Daher haben sich viele Hersteller von HLK-Geräten der CFD-Simulation zugewandt, um das Prototyping und die Validierung neuer Designs zu beschleunigen. Die CFD-Simulation ermöglicht es Ingenieuren, die potenzielle Leistung ihrer Produkte in verschiedenen Räumen und in verschiedenen Konfigurationen zu analysieren. Auf den ersten Blick scheint der Batteriedesignprozess wenig gemein zu haben mit dem Design von Luft- und Raumfahrt- und Klimaanlagen – wo der Luftstrom eine entscheidende (und offensichtliche) Rolle in der Kernfunktion eines Produkts spielt. Das Batteriedesign ist jedoch ein multidisziplinärer Prozess, der mehrere technische Verfahren erfordert – einschließlich Chemie-, Elektro-, Wärme- und Fluidtechnik.

Anpassbar? Prüfen. Anwendbar auf zahlreiche Arten von Flüssigkeitsproblemen? Prüfen. Also, was ist der Haken? Anmerkung der Redaktion: Dies ist Teil 2 von 5 einer CFD-Software-Vergleichsserie von Resolved Analytics. Teil 1 können Sie hier lesen. Die Serie geht detailliert auf die Vor- und Nachteile, Fähigkeiten und Kosten vieler marktführender CFD-Pakete in jeder Kategorie ein. Teil 5 der Serie wird eine Aktualisierung der Ergebnisse der CFD-Benutzerumfrage von Resolved Analytics sein. Wenn Sie CFD-Software-Benutzer sind, ziehen Sie in Betracht, an ihrer CFD-Benutzerumfrage teilzunehmen, um ihnen zu helfen, Ergebnisse zusammenzustellen, die eine unparteiische Sichtweise von echten CFD-Benutzern darüber liefern, was, warum und wie sie CFD-Software in verschiedenen Branchen und Ländern verwenden.

AVL Fire ist ebenfalls auf den Markt für Automobilmotoren fokussiert. Andere stark zielgerichtete Plattformen sind die FloTHERM-Suite für die Elektronikindustrie, FINE/Marine für Marineanwendungen, 6Sigma für die Belüftung von Rechenzentren, EXA für externe Aerodynamik, XFlowCFD für Lattice-Boltazman-Simulationen, SPH-flow für geglättete Partikelhydrodynamik-Simulationen, CPFD für fluidisierte Bettreaktoren und CFX für Turbomaschinen, unter vielen anderen. Diese Plattformen können kosteneffektiv sein, wenn Sie ihre Fähigkeiten mit einem hohen Maß an Vertrauen auf Ihre Bedürfnisse abstimmen können. Das CFD-Modul von COMSOL und AcuSolve von Altair werden weniger häufig verwendet und sind Komponenten breiterer multiphysikalischer Simulationsplattformen. Dennoch sind sie schnell an Umfang mit zusätzlichen Funktionen gewachsen, die sich jetzt denen der großen Zwei nähern. Alle vier sind mit Meshing- und Post-Processing-Funktionen ausgestattet und können in alle gängigen Dateitypen und Formate ein- und ausgeben. Der Hauptnachteil dieser Pakete ist ihr Preis.

Die beteiligten CAD- und Simulationssoftwaretools müssen robust sein, um sie zu automatisieren. Insbesondere die Geometriegenerierung neuer Designkandidaten soll nicht scheitern. Im Idealfall sollten nur durchführbare Konstruktionen erstellt werden, die die gegebenen Geometriebeschränkungen nicht verletzen. Wenn Ihr Geometriemodell dies nachverfolgen kann, sparen Sie viel Zeit und manuelle Eingriffe. Viele Tools auf dem Markt eignen sich nicht direkt für automatisierte Batch-Läufe (dh Nicht-GUI-Läufe ohne manuelle Interaktion). Der Versuch, sie zu automatisieren, kann auf dem Weg zu einer funktionierenden Optimierungsschleife eine mühsame und letztendlich sehr kostspielige Aufgabe sein. Die Optimierungsprojekte, an denen Sie jetzt arbeiten, können sich stark von denen unterscheiden, an denen Sie in Zukunft arbeiten werden.

Wenn der CFD-Softwareanbieter kein V&V-Handbuch mitbringt oder die empfohlenen numerischen Analysepraktiken nicht erfüllt, suchen Sie woanders. Der Umfang der Anpassung ist definitiv der größte Nachteil kommerzieller CFD-Software für die akademische Forschung. CFD-Software bietet unterschiedliche Anpassungsstufen, aber keine kann eine vollständig Open-Source-CFD-Software schlagen. Insbesondere wenn Sie Lehrer sind und Ihre Schüler in CFD und numerische Modellierung einführen möchten, kann kommerzielle CFD-Software möglicherweise nicht liefern. Sie funktionieren wie Backboxen, Sie können schnelle Simulationen durchführen und hübsche Figuren erstellen, aber Sie können CFD damit nicht „lernen“. Eine CFD-Software ohne ein leistungsfähiges und flexibles Nachbearbeitungstool ist wie ein Schloss ohne Schlüssel. Glücklicherweise gibt es viele gute Nachbearbeitungstools. Als Forscher ist es jedoch wichtig, dass das Format Ihrer CFD-Ergebnisse mit den Standarddateiformaten wie VTK kompatibel ist. Der Grund dafür ist, dass Sie, wenn Sie mit einer CFD-Software starten und später (absichtlich oder unabsichtlich) den Zugriff darauf verlieren, die CFD-Ergebnisse nicht zur Visualisierung und Analyse öffnen können, wenn sie nicht in einem allgemein verwendeten Format vorliegen. Ich begleite Studenten ständig bei der Verfolgung ihrer Karriereziele im Bereich CFD.

Wir bei NUMECA glauben nicht an den „one-size-fits-all“-Ansatz, weshalb wir spezifische CFD-Softwarelösungen für spezifische Probleme und Branchen entwickelt haben, die Zugang zu Technologien bieten, die die Arbeit schnell und effizient erledigen und unterstützt von Experten aus der Branche. Die OMNIS™-Umgebung wurde entwickelt, um den Einsatz dieser Technologie durch Ingenieure zu vereinfachen und zu verbessern. Fügen Sie die Module hinzu, die Sie brauchen, wenn Sie sie brauchen, und teilen Sie sie ganz einfach mit Kollegen auf der ganzen Welt. OMNIS™ bietet automatisierte Anwendungsworkflows, vollständige hexaedrische Vernetzung, High-Fidelity-Multiphysik- und Akustiksimulation sowie robuste Designoptimierung; alles angetrieben von den schnellsten CFD-Lösern auf dem Markt!