CFD Simulation

Wir sind Ihr Dienstleister für strömungsoptimierte Konstruktionen

Strömungen sind für viele Produkte relevant. Strömungsmaschinen funktionierten ausschließlich nach den Gesetzen der Strömungsmechanik. Mittels der Navier Stokes Gleichungen lassen sich der Gesetze und somit die Kaskade der Turbulenzen mathematisch vollständig beschreiben.

Wir setzten mit unsere Expertise zwei verschiedene Verfahren ein um Strömungsvorgänge in den verschiedensten Anwendungsbereichen zu berechnen und zu optimieren. Zum einen die finite Volumen Methode und die klassische finite Element Methode, diese sich besonders für multiphysikalische Aufgabenstellungen durch ein einheitliches Netz und Einsparung der aufwendigen rechenintensiven Interface-Kopplungen eigenet. Als zuverlässiger Dienstleister stellt Smart C.A.E Solutions die Ergebnisse und umfangreichen Plots der CFD Simulation u. A. Geschwindigkeits-, Druck-, Dichte-, Konzentrations- und Temperaturverteilungen in einem ausführlichen Analysebericht bereit.

Mit Hilfe der CFD Simulation kann die Funktionalität und Leistungsfähigkeit Ihres Produktes gesteigert werden. Im Gegensatz zur Messung können mit CFD schwer zu messende Stellen dargestellt werden oder unmögliche Messungen, die einen Eingriff in das System vornehmen würden und somit die Messgrößen beinflussen würden, umgesetzt werden. Die Simulation liefert daher einen tieferen Einblick in die physikalischen Abläufe als ein Versuch. Außerdem können Zeit- und Kosten für Prototypen reduziert werden.



CFD Analyse umströmter und durchströmter Konstruktionen

Druckgradienten aufgrund von Strömungsverluste berechnen und frühzeitig minimieren


Viele Konstruktionen werden von Fluiden wie Gase oder Flüssigkeiten umströmt oder durchströmt. Häufig hängt der Energieverbrauch von den Druckgradienten aufgrund Strömungsverlusten ab. Wir berechnen Druckgradienten an Ihrer Konstruktion können somit die Strömungsverluste bereits in einer frühen Entwicklungsphase minimieren.

Wir leiten aus den Ergebnissen der CFD Simulationen strömungsoptimierte Maßnahmen ab. Wir unterstützen Sie gerne dabei, Ihr Produkt durch strömungsoptimierte Konzepte energieeffizient zu gestalten.

Wir berücksichtigen als erfahrende Experten bei der Durchführung einer Strömungssimulation die unterschiedlichsten Einflüsse:

  • stationäre und instationäre Strömungen
  • laminare und turbulente Strömungen
  • inkompressible und kompressible Strömungen

Produkte / Anwendungen:

  • Bestimmung von Druckverlusten und Widerstandbeiwerten von beliebigen Konstruktionen z.B.: Armaturen & Ventile, Kanäle
  • Aerodynamik: PKW und NKW, Sportwagen, Motorsport, Motorsportkomponenten
  • Durchströmung verschiedener Anlagen: Filteranlagen, allg. poröse Medien, Leckage-Rate
  • Ladungswechsel Verbrennungsmotor, Ansaug- und Abgas- Kanal
CFD Simulation als Dienstleistung von Smart C.A.E Solutions: Aerodynamik
Aerodynamik, Motorsport


CFD Simulation als Dienstleistung von Smart C.A.E Solutions: Rotor und Statorkühlung eines Elektromotors
Strömungssimulation Rotor und Statorkühlung eines Elektromotors




Volumen of Fluid, Mehrphasenströmungen, Phasenwechsel

Visualisierungen und Berechnung der Massekonzentrationen mit CFD Simulationen


Mit unserer Expertise streben wir auf die Aufgabenstellung passende Lösungsansätze an. Mit dem Volumen of Fluid Modell lassen sich eine Vielzahl von physikalischen Vorgängen beschreiben. Dabei erfolgt die Diskretisierung mit dem Ansatz einer nicht mischbaren Fluiden mit klarer Phasengrenze. Für Kavitation oder andere Aufgabenstellungen mit einen Phasenwechsel setzen wir auch ein eulerischen Lösungsansatz ein.

Um die optimale Lösung für Ihre Problemstellung zu finden, bieten sich folgende Möglichkeiten an:

  • Volumen of Fluid
  • Mehrphasenmodell
  • eulerische Mehrphasenmodell

Nutzen Sie daher die Expertise von uns als CFD-Dienstleister im Bereich der Mehrphasenströmungen und Partikelströmungen.

Produkte / Anwendungen:

  • Tank-Schwappen
  • Eintauch- und Auftauchvorgänge
  • Mischvorgänge
  • Rauchgasverteilungen
  • laminare Verbrennungsprozesse
  • CFD-Simulationen zur Vermeidung von Kavitation
  • Partikelablagerung und Partikelabscheidung (Abscheider, Zyklone)
  • Minimierung Verschleiß durch Partikel
Tank-Swappen von Smart C.A.E Solution mit Hilfe einer CFD-Simulation
Tank-Swappen


Eintauchvorgang eines Rettungsbootes von Smart C.A.E Solution mit Hilfe einer CFD-Simulation
Eintauchvorgang eines Rettungsbootes




CFD Simulation von Ventilatoren, Pumpen und Verdichter

Zuverlässige CFD Simulationen von rotierenden Maschinen


Vom einfachen FAN-Zone Modell mit einer Domain für eine Förderkennlinie aus Messdaten, über einer rotierenden Domain, bis zu komplexen Lösungsansätzen mit einen dynamischen Netz für kleine Diskretierungsräume und darüver hinaus mit einem "overset Mesh". Können wir sämtliche rotierende Maschinen simulieren und stets den optimalen Lösungsansatz auswählen.

Mit den folgenden Analysedisziplinen aus dem Bereich der rotierenden Maschinen können wir Ihnen helfen die Maschinen auf einen best möglichen Wirkungsgrad zu optimieren:

  • Domain mit einer Förderkennlinie
  • rotierende Domain über Single oder Multireferenz Frame
  • Dynamisches Netz
  • Overset Mesh

Sie wollen Ihre Strömungsmachinen optimieren? Dann sind unsere CFD-Dienstleistungen die ideale Lösung für Ihr Unternehmen.

Produkte / Anwendungen:

  • Simulation von Aufheiz-, Abkühlvorgängen und mit Festigkeitsbewertung der thermischen Spannungen von Konstruktionen
  • radial und axial Ventilatoren
  • radial und axial Pumpen und Verdichter
  • Kolben-Pumpen und Verdicher
  • Propeller, Windräder
  • Schrauben Verdichter und Zahnradpumpen
Smart C.A.E Solution führt eine CFD Simulation an einer zentrifugal Pumpe durch
Zentrifugal Pumpe, Streamline


Smart C.A.E Solution führt eine CFD Simulation an einer zentrifugal Pumpe durch
Zentrifugal Pumpe, Druckgradient




Wärmeübertragung und Thermodynamik

Mit CFD Simulationen Temperaturfelder, Temperaturgradienten und Wärmeströme berechnen


Wir beraten Sie gerne ausführlich Rund um das Thema Wärmeübertragung und Thermodynamik. Vom VDI Wärmeatlas mit emprischen Gleichungen über thermodynamische Zustandsgrößenberechnungsprogramme wie z.B. REFPROP, bis hin zu komplexen CFD Simulationen mit Phasenwechsel und Massentransport, z.B. Wärmerohre oder Verdampfer.

Nutzen Sie für Ihre Firma unsere Expertise im Bereich der Wärmeübertragung und Thermodynamik. Wir berechnen die Temperaturverteilung in Ihrem Produkt im Vorfeld und unterstützen Sie, falls Optimierungsmaßnahmen nötig sind. So können ungünstige Temperaturverteilungen, wie beispielsweise der Ausfall einer elektronischen Komponente durch Überhitzung vermieden werden.

Unsere Portfolio umfasst:

  • freie und erzwungene Konvektion
  • Wärmeleitung
  • Wärmestrahlung mit S2S gray Modell oder DO (Discrete Ordinates) Radiation non gray Modell
  • stationäre und zeitlich veränderliche Temperaturfelder
  • Wärmeübertragung

Produkte / Anwendungen:

  • Wärmesimulation elektronisch bestückte Platinen und Komponenten
  • Wärmesimulation Elektromotor
  • Dimensionierung und Simulation von Kühlkörper
  • Simulation von Wärmeübertrager, vollständig modelliert
  • Simulation von Wärmeübertrager nach einem Makro, z.B: Dual Cell
  • frei und erzwungende Konvektion, z.B. Kühlschränke
  • Raumklimatisierung
  • Wassermantel Zylinderkopf und Zylinderkurbelgehäuse
  • Wassermantel Rotor- und Stator-Kühlung Elektromotor
  • Kühlkanäle, Heizkanäle
  • Wärmerohre
  • Heizelemente
  • Batteriesysteme
Smart C.A.E Solution führt eine Simulation eines Wärmeübertrager durch
Simulation Wärmeübertrager, vollständig als Teilmodell


Smart C.A.E Solution führt eine Simulation eines Kühlschrank durch
Freie Konvektion Kühlschrank, Strömungsfeld


Smart C.A.E Solution führt eine Simulation eines Kühlkörper
Erzwungene Konvektion Kühlkörper




Elektrochemische Zellsimulation

Elektrisches Potential, Innenwiderstand und Temperaturfelder von Zellen und Batterien


In Wandel der Mobilität erfährt das BEV (batteriebetriebenes Elektroauto) immer mehr einen Aufschwung. Wir sind stets über neue Aufgabenfelder und Herausforderungen erfreut. So spielt bei unseren Verbauchsimulationen mit thermischen Modell (weitere Informationen unter der Rubrik "Streckenmodelle") der temperaturabhängige Innenwiderstand der Batterie eine sehr bedeutende Rolle. Anhand einer Validierung an Messdaten und der elektrochemischen Zellsimulation können wir den temperaturabhängigen Innenwiderstand ermitteln und bieten diese Expertise gernen auch unseren Kunden an.

  • CFD Simulation mit empirischen Modelleparameter NTGK oder anderen Modellen
  • Simulation von einer Zelle oder einer Batterie

Produkte / Anwendungen:

  • Elektrisches Potential
  • Innenwiderstand
  • Temperaturfeld
  • Wärmeströme
CFD-Dienstleister Smart C.A.E Solutions führt Simulation einer Batterie durch
Temperaturfeld Lithium Ion Batterie


CFD-Dienstleister Smart C.A.E Solutions führt Simulation einer Batterie durch
Modell-Parameter



Projektbeispiele zum Thema CFD Simulation