CFD-berekeningen

Vloeistof- en gasstroming is complex, vaak contra-intuïtief en uiterst moeilijk te voorspellen op basis van ervaring alleen. Onverwachte drukverliezen, recirculatiezones, slechte menging of ongelijke stromingsverdeling kunnen de productprestaties aantasten, de procesefficiëntie verlagen en tot kostbare herontwerprondes leiden. Met Computational Fluid Dynamics (CFD) geven wij u een gedetailleerd, kwantitatief beeld van wat er binnen uw systeem gebeurt — zodat u problemen kunt oplossen vóór de prototypefase en uw ontwerpen met vertrouwen kunt optimaliseren.

Problemen die wij oplossen met CFD

Onze klanten komen bij ons wanneer ze antwoorden nodig hebben die metingen alleen niet kunnen bieden — of wanneer fysiek testen te duur, te traag of simpelweg onmogelijk is in de ontwerpfase. Typische projecten omvatten:

  • Drukval- en energieverliesanalyse — verliezen kwantificeren door kleppen, leidingen, verdeelstukken of filtergeometrieën en bepalen waar verbeteringen het meeste effect hebben.
  • Stromingsverdeling en uniformiteit — een gelijkmatig snelheids- of concentratieprofiel garanderen over warmtewisselaars, verdeelkoppen, cleanrooms of reactiekamers.
  • Meng- en blendoptimalisatie — roertypes, schotelconfiguraties en injectiestrategieën evalueren om de gewenste mengkwaliteit in minder tijd te bereiken.
  • Turbomachineprestaties — de efficiëntie van pompen, ventilatoren, turbines en compressoren analyseren en verbeteren door het interne stromingsveld in detail te doorgronden.
  • Meerfasen- en vrije-oppervlakstroming — gas-vloeistofinteracties, klotsen, hydraulische sprongen, cavitatie en deeltjesbeladen stromingen simuleren.
  • HVAC- en ventilatieontwerp — luchtverdeling, thermisch comfort en verontreinigingsafvoer verifiëren in gebouwen, cleanrooms en industriële ruimtes.
  • Proces-troubleshooting — onderprestatie, onverwachte erosie of trillingen in bestaande installaties onderzoeken en gerichte ontwerpwijzigingen aanbevelen.
CFD-simulatie van vloeistofmenging in een industriële mixer met axiaal roerwerk en schotels
CFD-analyse van het mengproces in een industriële mixer met een axiaal roerwerk en vijf schotels. De simulatie onthult het stromingspatroon en de mengefficiëntie — informatie die nagenoeg onmogelijk via metingen alleen te verkrijgen is.

Wat CFD onthult dat testen niet kan

Een fysiek experiment vertelt u de druk op enkele meetpunten of de gemiddelde temperatuur aan een uitlaat. Een CFD-simulatie geeft u het volledige snelheids-, druk- en temperatuurveld op elke locatie en bij elke tijdstap — ook in zones die fysiek onbereikbaar zijn voor sensoren.

Dit detailniveau maakt CFD uniek krachtig om te begrijpen waarom een systeem zich op een bepaalde manier gedraagt. Waar ontstaat recirculatie? Wat veroorzaakt de drukpiek? Waarom is de stroming ongelijk verdeeld? Zodra u de grondoorzaak begrijpt, worden gerichte ontwerpverbeteringen vanzelfsprekend.

CFD stelt u ook in staat om tientallen ontwerpvarianten te evalueren tegen een fractie van de kosten en de tijd van prototypetesten, waardoor het de ideale tool is voor systematische optimalisatie en snelle what-if-studies.

CFD-stroomlijnen door een vortexventilator met stromingspatronen en gasmenging
Stroomlijnen door een vortexventilator. De simulatie toont hoe een koude en warme gasstroom efficiënter mengen wanneer een vortexgenerator wordt geïntroduceerd — een ontwerpinzicht dat de optimalisatie van dit component heeft gestuurd.

Typen stroming die wij simuleren

Onze CFD-capaciteiten bestrijken het volledige spectrum van stromingsfenomenen. Of uw toepassing nu een trage, viskeuze stroming door een smal kanaal betreft of snelle compressibele gasdynamica, wij selecteren de juiste modelleeraanpak en het juiste turbulentiemodel voor nauwkeurige, betrouwbare resultaten.

  • Incompressibele en compressibele stroming — van langzame vloeistofsystemen tot hoge-snelheid gasstroming met schokgolven.
  • Laminaire, transitionele en turbulente stroming — met RANS-, DES- of LES-turbulentiemodellen naargelang de toepassing.
  • Steady-state en transiënte simulaties — zowel tijdsgemiddeld gedrag als tijdsafhankelijke fenomenen zoals vortex shedding, pulserende stroming of opstarttransiënten vastleggen.
  • Meerfasenstroming — gas-vloeistofgrensvlakken, vrije oppervlakken, deeltjestransport, cavitatie en koken.
  • Niet-Newtoniaanse vloeistoffen — voor toepassingen in de voedings-, farmaceutische en medische industrie waar de viscositeit afhangt van de afschuifsnelheid.
  • Roterende machines — pompen, roerwerken, turbines, ventilatoren en compressoren met frozen-rotor-, mixing-plane- of sliding-mesh-technieken.
  • Reagerende stroming en speciestransport — verbranding, chemische reacties, UV-absorptie en verspreiding van verontreinigende stoffen.

Sectoren en toepassingen

Wij hebben CFD-projecten uitgevoerd in een breed scala aan sectoren. Onze ervaring garandeert dat wij niet alleen de simulatie begrijpen, maar ook de engineeringcontext en de praktische randvoorwaarden van uw industrie:

  • Procesindustrie & Chemie — mixers, reactoren, scheidingsapparatuur, galvanisatieprocessen, filtratie en katalyse.
  • Waterzuivering — UV-desinfectiesystemen, hydraulische sprongen, sedimentatietanks en beluchtingsontwerp.
  • Energie & turbomachines — pompen, kleppen, turbines, compressoren en brandstoftoevoersystemen.
  • Gebouwen & HVAC — ventilatie-effectiviteit, cleanroom-luchtstroom, beoordeling van thermisch comfort (PMV/PPD).
  • Automotive & transport — aerodynamica, luchtstroom onder de motorkap, brandstoftoevoeranalyse en cabineklimaat.
  • Offshore & Maritiem — golfbelasting, klotsanalyse, subsea flow assurance en caisson-hydrodynamica.
  • Medische apparatuur & Farma — niet-Newtoniaanse bloedstroommodellering, medicijnafgiftesystemen en ontwerp van steriele omgevingen.

Gecombineerde CFD- en structurele analyse

Vloeistofkrachten bestaan niet in isolatie — ze werken in op constructies. Wanneer vloeistofdrukken, thermische belastingen of stroming-geïnduceerde trillingen belangrijk zijn voor de structurele integriteit van uw ontwerp, koppelen wij onze CFD-resultaten aan Finite Element Analysis via Fluid-Structure Interaction (FSI). Voor thermische problemen waarbij zowel vloeistofstroming als vaste-stofgeleiding een rol spelen, bekijk onze specifieke diensten voor warmteoverdrachtsberekeningen.

Een stromingsprobleem? Laten we praten.

Of u nu een onderpresterend proces wilt troubleshooten, een nieuw ontwerpconcept wilt valideren of de stromingsverdeling wilt optimaliseren — onze CFD-specialisten helpen u graag de antwoorden te krijgen die u nodig heeft.

Neem contact op voor een vrijblijvend eerste gesprek. Wij bespreken uw toepassing, adviseren de juiste simulatieaanpak en bezorgen u een duidelijk projectvoorstel.

 Neem contact op  of bel ons op +32 478 618 118

Wilt u zelf meer leren over CFD? Bekijk onze opleiding Inleiding tot Computational Fluid Dynamics.

Veelgestelde vragen

Veelgestelde vragen over CFD-analyse en stromingssimulatie.

Onze belangrijkste CFD-platformen zijn Ansys Fluent en Ansys CFX, die samen het volledige gamma aan stromingsproblemen dekken. Voor golven en maritieme hydrodynamica gebruiken wij Ansys Aqwa. Daarnaast zetten wij Matlab en Python in voor pre/post-processing, data-analyse en automatisering van parametrische studies. De keuze van solver hangt af van de fysica van uw probleem — wij selecteren het gereedschap dat de meest nauwkeurige en efficiënte oplossing biedt voor uw specifieke toepassing.

CFD is het meest waardevol wanneer u volledige veldinformatie nodig heeft (snelheid, druk en temperatuur overal in het domein), wanneer fysieke toegang voor sensoren beperkt is, wanneer u snel veel ontwerpvarianten wilt vergelijken, of wanneer het bouwen van een testopstelling te duur of te tijdrovend zou zijn. Fysiek testen blijft belangrijk voor de uiteindelijke validatie, maar CFD zorgt ervoor dat u in de testfase arriveert met een goed geoptimaliseerd ontwerp.

De nauwkeurigheid van een CFD-resultaat hangt af van drie hoofdfactoren: de kwaliteit van de mesh, de keuze van het turbulentiemodel en de nauwkeurigheid van de boundary conditions. Bij goed begrepen stromingsregimes met betrouwbare invoergegevens komen CFD-voorspellingen doorgaans binnen enkele procenten overeen met metingen. Bij complexere stromingen (meerfase, reagerend, sterk turbulent) valideren wij de modelkeuzes zorgvuldig en communiceren wij het verwachte nauwkeurigheidsbereik. In alle gevallen identificeert CFD betrouwbaar trends, rangschikt ontwerpvarianten en lokaliseert probleemgebieden.

Een steady-state simulatie berekent het tijdsgemiddelde stromingsveld — nuttig wanneer de bedrijfsomstandigheden constant zijn en u geïnteresseerd bent in gemiddelde drukken, snelheden en temperaturen. Een transiënte simulatie volgt de stroming terwijl deze evolueert in de tijd en vangt fenomenen zoals vortex shedding, pulserende stroming, opstartgedrag, klotsen of mengdynamica. Transiënte simulaties zijn rekentechnisch duurder, dus zetten wij ze alleen in wanneer het tijdsafhankelijke gedrag relevant is voor uw engineeringvraagstuk.

Ja. Wij simuleren incompressibele vloeistoffen (water, olie, niet-Newtoniaanse vloeistoffen), compressibele gassen (lucht, aardgas, stoom) en meerfasenstromingen waarbij gas en vloeistof naast elkaar bestaan — zoals vrije-oppervlakstromingen, cavitatie, koken, condensatie en deeltjesbeladen stromingen. De fysica en modelleeraanpak verschillen per geval en wij selecteren de juiste methoden op basis van uw specifieke toepassing.

Wij hebben de geometrie van het stromingsdomein nodig (CAD van de omringende vaste delen volstaat meestal — wij extraheren het vloeistofvolume), de vloeistofeigenschappen, de bedrijfsomstandigheden (debieten, drukken, temperaturen aan in- en uitlaten) en een beschrijving van wat u uit de simulatie wilt leren. Als u over experimentele data beschikt van een bestaande opstelling, is dat zeer nuttig voor de validatie van het model.

Een enkele steady-state simulatie met schone geometrie kan in één tot twee weken worden afgerond. Projecten met transiënte simulaties, meerfasenstroming, roterende machines of parametrische studies duren doorgaans drie tot zes weken. De belangrijkste factoren zijn de complexiteit van de geometrie, het aantal te evalueren bedrijfsomstandigheden en of de CAD nog aanzienlijke voorbereiding nodig heeft vooraleer te meshen.