Moderne CFD-Verfahren bieten die Möglichkeit, die Schmierung an komplexen Getrieben – wie hier am Beispiel eines Hinterachsdifferentials gezeigt – mit vertretbarem Aufwand innerhalb weniger Tage zu untersuchen. Die Ölverteilung im Gesamtsystem ist über hinreichend lange Betrachtungszeiten darstellbar, sodass bereits in der Entwurfsphase komplette Ölkreisläufe und z. B. auch Fragestellungen zum Thema Ölversorgung von Lagern bewertet werden können. Dabei können sämtliche Betriebszustände vom Anfahrvorgang über den Stationärbetrieb bis hin zu dynamischen Effekten (wie z.b. Neigung des Getriebes im Fahrbetrieb bei beweglichen Systemen) simulativ beschrieben werden. Somit ist man im frühen Entwurfsstadium in der Lage, gezielt Optimierungsmassnahmen anzuleiten (z. B. Einbauten, Lenkbleche).
Die im Beispiel verwendeten Getriebedaten wurden mittels der Software KISSsoft ausgelegt (www.KISSsoft.AG).
Erfahren Sie mehr zu den verwendeten Verfahren: Partikelmethoden und zur Overset-Mesh-Methode
Die Fragen der Raumluftoptimierung, die mit CFD sehr gut beantwortet werden können, sind vielfältig. Sie reichen von der kontrollierten Belüftung von Versammlungsräumen nach den gängigen Normen über Absaugungen gesundheitsgefährdender Stoffe in Industrieanlagen bis hin zur Reinraumtechnik.
Für Versammlungsräume kann mittels CFD die Einhaltung der Behaglichkeitskriterien geprüft werden, um ggf. gezielte Maßnahmen einzuleiten. Beispiele für untersuchte Kriterien sind das Zusammenspiel von Turbulenzgrad und Strömungsgeschwindigkeit bei verschiedenen Temperaturen, vertikale Temperaturunterschiede und ein ausreichender Luftaustausch. An letzterem lässt sich der Vorteil von CFD gut demonstrieren: um diesen zu untersuchen, wird lokal die Verweilzeit bewertet, was einen sehr viel genaueren Eindruck der Lüftungssituation erlaubt als die gängige Abschätzung über Raumluftvolumen und den Durchsatz der Belüftungsanlage.
Viel weitreichender sind die Kriterien, die zum Beispiel in Operationssälen eingehalten werden müssen. Hier verlangen die einschlägigen Normen u. a. die Einhaltung einer turbulenzarmen Verdrängungsströmung, um vor Partikeln und Keimen zu schützen. Anders als die gängige Methode der Strömungssichtbarmachung mit Rauch beeinflusst die CFD-Simulation die Raumströmung jedoch nicht. So lassen sich realistische Kontaminationsszenarien untersuchen.
Einen ausführlichen Beitrag von CFD Schuck zu diesem Thema finden Sie in der Juni-Ausgabe 2016 der Zeitschrift DIE KÄLTE+Klimatechnik.
COVID-19
Wir unterstützen Sie gerne bei der coronakonformen Auslegung / Umgestaltung Ihres Lüftungs- oder Klimasystems. Aerosol- und Tröpfchensimulationen decken gezielt kritische Bereiche auf. So können wir Ihr Lüftungskonzept zielgerichtet verbessern.
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Die Kühlung elektrischer Maschinen spielt bei vielen Fragestellungen ein wichtige Rolle. Moderne Simulationsmethoden bieten die Möglichkeit, Kühlsysteme schnell und gezielt für bestimmte Lastfälle auszulegen. Für den Fall der Ölsprühkühlung eines Wickelkopfes steht nun eine Methode bereit, die durch Kombination verschiedener Software-Tools eine schnelle und automatisierte Optimierung ermöglicht.
Bei der Optimierung wird eine Vielzahl von Designmöglichkeiten untersucht, um eine geeignete Konfiguration für eine gute Kühlung zu bestimmen. Typische Designgrößen sind Anzahl und Durchmesser der Düsen, aber auch Neigung und Position relativ zum Wickelkopf. Ebenso müssen Fragestellungen wie Öldurchsatz oder Wickelkopftemperatur mit bewertet werden.
Zur CFD-Berechnung der Ölausbreitung und Kühlung wird die SPH-Software PreonLab verwendet, die Optimierung wird mit der Software CAESES umgesetzt. Zusätzlich werden Python-Routinen für Geometrieerzeugung, Modellsetup und Auswertung verwendet. In unserem Bespiel (siehe Video unten) wurden 40 Designvarianten in 3 Tagen untersucht.
Weitere Information finden sich unter Sprühkühlung und SPH-Methode. Sie können uns auch gerne direkt kontaktieren.
