Technische Geräte und Fahrzeuge, die mit Gas, Luft oder Flüssigkeiten umströmt oder durchströmt werden, sind heutzutage allgegenwärtig: PKW, Transporter und LKW sowie Turbolader, Pumpen, Rohrleitungen, Staubsauger oder Wäschetrockner etc. Allen Geräten gemeinsam ist, dass ihr Energieverbrauch direkt von Strömungsverlusten abhängt. Die Berechnung solcher Strömungen, die sogenannte CFD (Computational Fluid Dynamics), ist ein unverzichtbares Werkzeug zur Vorhersage zur Optimierung von Strömungs- und Wärmeübertragungsprozessen und insbesondere unerlässlich, wenn strömungsbedingte Probleme beim Produkt auftreten.
Das Problem: Unerwünschte Strömungsverluste / Druckverluste
Ein Strömungsverlust bzw. ein Druckverlust entsteht durch Strömungsablösungen (Rezirkulationen) bis hin zu einem vollständigen Strömungsabriss. Strömungsablösungen werden u. a. verursacht durch
- scharfe Umlenkungen
- unstete Querschnittserweiterungen
- Bauteilelemente, die in der Strömungsführung liegen
Warum sind Strömungsverluste problematisch?
Bei Strömungsablösungen kommt zu einem "Aufplatzen" des Strahls. Neben dem Verlust von Druck kann eine weitere negative Folge eine Geräuschentstehung sein. Eine CFD Strömungssimulation deckt diese ungünstigen Strömungsverläufe auf und erlaubt es, strömungsführende Bauteile gezielt zu optimieren.
Ein erprobter Lösungsansatz: Strömungssimulationen
Die Berechnungsabteilung von M.TEC ist spezialisiert auf die Strömungsberechnung mittels CFD Simulation. Mit umfangreichen Kenntnissen der zugrunde liegenden physikalischen Zusammenhänge in der Strömungsmechanik liefern wir zügig Ergebnisse mitsamt der richtigen Interpretation. Auf dieser Basis entwickelt M.TEC strömungsoptimierte Konzepte und leitet entsprechende Maßnahmen ab – zur Optimierung Ihres Bauteils oder Produkts.
Die numerische Strömungsmechanik bietet bei strömungsbedingten Problemen eine kostengünstige Alternative zu Versuchen im Windkanal oder Wasserkanal. So kann beispielsweise die Anzahl an Versuchsreihen drastisch reduziert werden. Daher bietet der simulative Ansatz das richtige Entwicklungstool zur Druckverlustoptimierung: Es wird deutlich, wo Strömungsverluste bzw. Druckverluste entstehen, ohne dass extensive Kosten und Zeitverluste anfallen.