Kursbeschreibung

Die Strömungssimulation (CFD) ist ein wichtiges Werkzeug in der Verfahrenstechnik: einerseits zur Vorausberechnung komplexer fluiddynamischer Vorgänge, andererseits zur Optimierung von Prozessen, bei denen einfachere Abschätzung ihre Gültigkeit verloren hat.
Dieser Kurs richtet sich nicht an den CFD-Spezialisten, sondern an den Verfahrenstechniker, der mittels CFD Annahmen überprüfen oder neue Ideen virtuell testen möchte, dabei aber akzeptiert, dass die Ergebnisse nicht immer einer Validierung genügen. 

Inhalt

Die Lehrveranstaltung bietet eine praxisnahe Einführung in die Strömungssimulation (CFD) mit Schwerpunkt auf verfahrenstechnische Anwendungen. Die Grundlagen der Strömungssimulation werden  kurz behandelt, um dem Anwender den nötigen physikalischen Background (Finite Volumen Verfahren, Anfangs- und Randbedingungen) zu erörtern. Da fast alle technischen Strömungen turbulenter Art sind, ist auch eine kurze Einführung in die Modellierung turbulenter Strömungen unerlässlich.

Zur Anwendung kommen ausschließlich Open Source Programme: OpenFOAM zur Berechnng, ParaView zur Visualisierung und gnuplot zur Erstellung von Diagrammen, so dass keinerlei Einschränkungen zur Nutzung der Tools außerhalb des Kurses vorliegen.

Bzgl. der Netzgenerierung (meshing) wird sich auf die Nutzung von CAD Geometrien beschränkt, die allerindngs entsprechen aufbereitet vorliegen müssen (stl Format, water-tight).

Im praktischen Teil werden dann zuerst einfachere Geometrien untersucht, um dem Anwender die Sensitivität der Ergebnisse bzgl. der mannigfaltigen Simulationsparameter aufzuzeigen. Um dann mehrere reale Problematiken: (Un-)Gleichverteilung, Druckverluste, Ablösungen, ... zu untersuchen.

Kompetenzen/Lernziele

Die Teilnehmer sind nach Abschluss der Maßnahme in der Lage:

- Die Möglichkeiten die CFD zur Lösung technischer Probleme, bei denen die Fluiddynamik eine entscheidende Rolle spielt, realistisch einschätzen zu können

- Einfache Berechnungen basierend auf CAD Geometriedaten durchzuführen

- Mittels einfacher Ansätze aus der Strömungslehre die Ergebnisse einer CFD Simulation zu verifizieren

- Ergebnisse der Berechnungen auszuwerten und zu visualisieren

- Open-Source Bibliotheken (OpenFOAM, ParaView, Gnuplot, shell-scripting) sicher anzuwenden, um fluiddynamische Berechnungen durchzuführen, zu analysieren und zu visualisieren.