Mehrphasenströmungen

Ihre Strömungssimulation umfasst mit hoher Wahrscheinlichkeit Mehrphasenströmungen wie Sieden, Kavitation, disperse Mehrphasenströmungen, nicht mischbare Strömungen und Strömungen mit Partikeln. ANSYS CFD bietet die größte Bandbreite an hochentwickelten Turbulenz- und physikalischen Modellen, um schwierigste Problemstellungen genau zu simulieren, so dass Sie die Leistung Ihres Produktes zuverlässig voraussagen können.

Viele Strömungssimulationen enthalten Mehrphasenströmungen. Sie müssen mehrphasige Probleme lösen, ob Sie ein Hochgeschwindigkeits-Transportmittel entwerfen und Eisbildung verhindern sollen, einen Blutenzymtest entwickeln, seltene metallische Pulverkomponenten für die additive Herstellung liefern und schmelzen, oder ein Filtrationssystem für sauberes Trinkwasser in einer abgelegenen Gegend entwickeln.

Um Produkte und Prozesse zu perfektionieren, müssen wir ein besseres Verständnis dafür gewinnen, wie Flüssigkeiten, Feststoffe und Gase miteinander interagieren. Jede dieser unterschiedlichen mehrphasigen Herausforderungen erfordert einen anderen Modellierungsansatz. Unsere Kunden setzen ANSYS CFD seit über 40 Jahren ein, um eine große Bandbreite an präzisen Mehrphasenmodellen zu erstellen und die Leistung ihrer Produkte zuverlässig voraussagen zu können. Um Ihr Produkt wirklich zu verstehen, müssen Sie Ihre Mehrphasensimulationen korrekt durchführen.

Delphi - Vortex Driven Atomization
Vortex Driven Atomization in der Hochdruckdieseleinspritzung.
Mit Genehmigung von Delphi Automotive Systems

Um unsere Produkte und Prozesse zu perfektionieren, müssen wir ein besseres Verständnis dafür gewinnen, wie Flüssigkeiten, Feststoffe und Gase miteinander interagieren. Jede dieser unterschiedlichen mehrphasigen Herausforderungen erfordert einen anderen Ansatz bei der Modellierung. Unsere Kunden setzten ANSYS CFD seit über 40 Jahren ein, um eine große Bandbreite an präzisen Mehrphasenmodellen zu nutzen und die Leistung ihrer Produkte zuverlässig voraussagen zu können. Um Ihr Produkt wirklich zu verstehen, müssen Sie Ihre Mehrphasensimulationen korrekt durchführen.

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Analyse von Schwallbewegungen in flachen Behältern

Zur Vermeidung von extremen Lastinstabilitäten, müssen Ingenieure häufig schwierige Konstruktionsanforderungen erfüllen, um die Bewegung von Flüssigkeit in mobilen Containern, wie z.B Tankwagen oder Raketen zu kontrollieren. Um die Bewegung in diesen Anwendungsbereichen einzudämmen, setzen Konstrukteure normalerweise Prallplatten oder ähnliche Bauteile ein. Hafendesigns oder die Untersuchung von langen Tsunamiwellen gehören ebenfalls zu Anwendungsbereichen von schwappenden Flüssigkeiten. In diesen Fällen nimmt die Simulation bei der Vorhersage von Schwallbewegungen und der Bewertung von Lösungsansätzen eine Schlüsselrolle ein.


Alex hilft uns dabei, die Schwallbewegung zu demonstrieren. Die Analyse zeigt, dass der erste Schwall-Modus 1,6 Hz beträgt,
die Frequenz, bei der die Schüssel zur Resonanz neigt und den Inhalt verschüttet.

Ein Beispiel für Schwallbewegung ist das Tragen einer Hundeschüssel voll Wasser. Dabei bewegt sich Flüssigkeit zwischen den Wänden und schwappt oft über. Eine Mehrphasensimulation dieser freien Oberflächenströmung zeigt, dass dieses Verhalten durch den ersten Schwall-Modus der Schüssel von etwa 2 Hz ausgelöst wird: Es ist die normale menschliche Schrittfrequenz, die diese unerwünschte Resonanz erzeugt. Die Wiederholung der Analyse mit einem Glas Wasser ergibt einen ersten Schwall-Modus von 4 Hz. Das zeigt, dass Schüsseln eher überschwappen als Wassergläser. In diesen Simulationen wurden starre strukturelle Wände vorausgesetzt. Ingenieure können Schwallbewegungen auch in flexiblen Behältern, beispielsweise einem Reaktorsicherheitsbehälter untersuchen, indem sie die Fluid-Struktur-Wechselwirkungs-Funktion (Link zur Seite der FSI-Anwendung) der ANSYS Software nutzen.
Von Marold Moosrainer, CADFEM

Sehen Sie sich die ANSYS Mehrphasen-Funktionen an