Numerische Strömungsmechanik an Ventilatoren und Anlagen – Teil 1

Parametrisiertes Layout mit Änderung

Angepasste 3D-Modelle

Unstrukturiertes Rechengitter

Blockstrukturiertes Hexaedergitter

Strömungsprofil

Grenzschichtvernetzung mit Vektorpfeilen

ANSYS CFX-Pre

ANSYS CFX Solver

ANSYS CFX Post

Anlagenskizze mit Saugzug

3D-Modell des Saugzuges

Stromlinien

Ursprungsdesign Totaldruckverlauf

Ursprungsdesign starker Drall

Optimiertes Design Totaldruckverlauf

Optimiertes Design Drall

Ausgangsdesign Stromlinien

Optimiertes Design Stromlinien

Geometrie Kamin mit markiertem Problembereich

Kamin Geschwindigkeitsverteilung

Druckverlauf an Messpunkten

Ausgangsgeometrie

Kanal mit Leitblechen

Optimierte Geometrie Geschwindigkeit

Druckverlauf mit Leitblechen

Geometrie DHRV 50B-2000

Netz DHRV 50B-2000 mit Detail Schaufeleintrittskante

Vorgabe der Randbedingungen

Lösung der Differentialgleichungen

Stromliniendarstellung

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Zusammenfassung: Im Strömungsmaschinenbau hat sich CFD innerhalb weniger Jahre zu einem unverzichtbaren Bestandteil bei der Optimierung und Neukonstruktion von Strömungsmaschinen sowie der Behebung von strömungsmechanischen Problemen am Einsatzort entwickelt. Der vorliegende Bericht zeigt sowohl die Grundlagen als auch praktische Beispiele der Strömungssimulation in Verbindung mit Prozessventilatoren auf.

1 Einleitung

Die numerische Strömungsmechanik (engl. CFD für Computational Fluid Dynamics) wird eingesetzt, um technische Strömungen mit numerischen Ansätzen so exakt wie nach dem momentanen Stand der Technik möglich zu berechnen. Dadurch sind weit genauere Aussagen über das Verhalten einer technischen oder natürlichen Strömung möglich als mit den klassischen teilempirischen, versuchsbasierten Ansätzen. Numerische Strömungsmechanik wird im wirtschaftlichen Maßstab seit etwa 1973 ausgehend vom Flugzeugbau eingesetzt. Die zugrunde liegenden partiellen Differentialgleichungen nach Navier-Stokes,...