Die numerische Strömungsmechanik (CFD) ist in den letzten Jahren zu einer unverzichtbaren Analysetechnik in verschiedenen Industriezweigen geworden. CFD bietet eine leistungsstarke Methode zur Simulation und Lösung komplexer Strömungsprobleme und thermischer Wechselwirkungen, die mit herkömmlichen Ansätzen schwer zu analysieren sind. Dank technologischer Fortschritte in Software und Hardware können wir heute fortschrittliche Simulationen durchführen, die vor einigen Jahren noch unerreichbar waren. Mit CFD erhalten Sie die Werkzeuge, um detaillierte Einblicke in das Strömungsverhalten und thermische Prozesse zu gewinnen, die für die Gestaltung und Optimierung moderner Systeme unerlässlich sind.
Warum dieser Kurs?
Von den Grundlagen der Strömungsdynamik über die Grundprinzipien von CFD bis hin zur Validierung und Verifizierung von CFD-Ergebnissen – maximieren Sie die Vorteile der Nutzung von CFD.
Dieser Kurs bietet ein tiefes, praktisches und strukturiertes Verständnis der wichtigsten technischen Aspekte von CFD-Simulationen, die die Grundlage für robuste CFD-Lösungen in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen bilden.
Der Kurs ist in zwei Teile unterteilt:
- Der erste Teil behandelt die Grundlagen der Strömungsdynamik und dient als Auffrischung der physikalischen Aspekte der Strömungsmechanik.
- Der zweite Teil behandelt die Grundprinzipien der numerischen Strömungsmechanik (CFD) und dient als Einführung für diejenigen, die mit CFD beginnen, sowie als Auffrischung für erfahrene Anwender.
Für wen ist dieser Kurs geeignet?
Dieser Kurs richtet sich an:
- Ingenieure und Designer, die neu in der CFD-Simulation sind und eine gründliche Grundlage erlangen möchten.
- Ingenieure und Designer, die ihr CFD-Wissen auffrischen und sich über die neuesten Techniken auf dem Laufenden halten möchten.
- Technische Manager, die mit CFD-Simulationsingenieuren zusammenarbeiten und ein besseres Verständnis der Prozesse und Herausforderungen in CFD erlangen möchten.
Egal, ob Sie gerade erst anfangen oder Ihr bestehendes Wissen erweitern möchten, dieser Kurs bietet wertvolle Einblicke und praktische Fähigkeiten für jeden, der eng mit CFD befasst ist.
Was lernen Sie in diesem Kurs?
- Eine Auffrischung der grundlegenden Prinzipien der Strömungsdynamik.
- Die Grundprinzipien der numerischen Strömungsmechanik (CFD).
- Finite Differenzen vs. Finite Volumen vs. Finite Elemente.
- Die Unterschiede zwischen verschiedenen Differenzierungs- und Vernetzungsschemata.
- Druck- vs. dichtebasierte Löser.
- Implizite vs. explizite Lösungen.
- Modellierung von Turbulenz und Wärmeübertragung.
- Wie man Randbedingungen korrekt modelliert.
- Die verschiedenen Fehler und Unsicherheiten in einer CFD-Analyse und wie man sie quantifiziert und reduziert.
Vorteile des Kurses
- Softwareunabhängig
- Sie lernen die Grundlagen und Basistechniken von CFD, unabhängig von der Art der verwendeten kommerziellen Software.
- Beschleunigtes Lernen und genaue Ergebnisse
- Verkürzen Sie die Zeit, die benötigt wird, um die CFD-Methode zu beherrschen. Sie lernen, komplexe Analysen schneller und präziser durchzuführen, was zu besseren Designentscheidungen und einem effizienteren Designprozess führt.
- Schnelle Amortisation
- Die Investition in diesen Kurs zahlt sich schnell aus. Sie lernen, wie Sie das Potenzial Ihrer Software- und Hardwareinvestitionen maximieren, die mit dem Lernprozess verbundenen Kosten minimieren und die Produktivität maximieren.
- Vermeiden Sie kostspielige Fehler
- Durch unseren praxisnahen Ansatz, mit einer Vielzahl von praktischen Fällen und einem klaren Schritt-für-Schritt-Plan, lernen Sie, häufige Fallstricke und Fehler bei der Verwendung von CFD zu vermeiden. Dies spart Ihnen nicht nur Zeit und Ressourcen, sondern verhindert auch potenziell kostspielige Designfehler.
- Vertrauen in Ihre Ergebnisse aufbauen
- Unser Kurs verbessert Ihre Fähigkeit, die Ergebnisse von CFD-Analysen korrekt zu interpretieren und zu validieren. Dies stärkt das Vertrauen Ihres Teams in die Zuverlässigkeit und Genauigkeit Ihrer Designentscheidungen, was für erfolgreiche Projekte unerlässlich ist.
Kursinhalte
TEIL I Grundkonzepte der Strömungsdynamik
- Definitionen
- Eigenschaften von Fluiden
- Erhaltungsgesetze
- Bernoulli-Gleichung
- Strömungsenergie
- Druckverlust und -rückgewinnung
- Stromlinien
- Dimensionsanalyse
- Strömungsklassifikation
- Reynolds-Zahl
- Laminare vs. turbulente Strömung
- Mehrphasenströmung
- Auf Fluiden wirkende Kräfte
- Widerstand und Auftrieb
- Grenzschichten
- Wärmeübertragung
- Thermische Grenzschicht
- Konvektion
- Wärmeleitung
- Thermische Strahlung
TEIL II Numerische Strömungsmechanik: Definition, Rolle und allgemeine Formulierung
- Definitionen
- Überwindung von CFD-Herausforderungen und Analyse-Strategien
- Verwendung und Rolle in der Industrie
- Standardformulierungen
- Explizite vs. implizite Formulierung
- Diskretisierung
- Finite Differenzen
- Finite Volumen
- Finite Elemente
- Grundprinzipien
- Governing Physical Laws
- Annahmen
- Vereinfachung und Modellgleichungen
- Prinzipien des CFD-Prozesses
- Geometrie
- Vernetzung
- Randbedingungen
- Lösen und Überwachen der Lösung
- Visualisierung der Ergebnisse
- CFD Best Practices
TEIL III Turbulenz
- Verständnis von Turbulenz
- Die Kolmogorov-Hypothese
- Energiekaskade
- Ursachen der Turbulenz
- Modellierung von Turbulenz
- Der Boussinesq-Ansatz
- Verschiedene RANS-basierte Modelle
- Wandbehandlung
- y+
- Detached Eddy und hybride Modelle
TEIL IV Verifikation und Validierung von CFD-Berechnungen
- Hintergrund
- Netzverfeinerungsstudien
- Genauigkeitsgrad
- Richardson-Extrapolation
- Konvergenzgrad
- Fehlerquantifizierung