Simulation fluidtechnischer Komponenten
TU Dresden
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Kartei Details
| Karten | 38 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Technik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 13.02.2020 / 15.02.2020 |
| Lizenzierung | Keine Angabe |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/20200213_simulation_fluidtechnischer_komponenten
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Nennen Sie 4 Vorteile der CFD gegenüber experimentellen Versuchen.
- Transparenz (Analyse messtechnisch nicht/schwer erfassbarer Größen)
- Informationsdichte (jede Größe an jedem Ort, zu jeder Zeit auswertbar)
- Sicherheit (sicherere Analyse außerhalb der Spezifikation)
- Kosten (Untersuchung von Variablen, Parametervielfalt, Zeitersparnis)
Nennen Sie 3 Anwendungsfälle der CFD und erläutern Sie deren Zielstellung.
- Durchflusscharateristik eines Pumpensaugkanals
- Minimierung von Strömungswiderstand, Druckverlust
- Vermeidung von Kavitation
- Saugdruckpulsation einer Axialkolbenpumpe
- Minimierung kompressionsbedingter Pulsatin (Gaskavitation, Vibrationen)
- Strahlkavitation in Ventilmodell
- Vermeidung von Kavitationserosion
Welche Definitionen sind für den Solving-Process vorzunehmen?
- Problemtyp: stationör / transient
- Auswahl des Zeitschritts
- Auswahl der Interpolationsverfahren: räumlich / zeitlich
- Auswahl der Lösungsalgorythmen (sequenziell / gekoppelt)
- Auswahl des Konvergenzkriteriums
Welche zwei Betrachtungsweisen unterscheidet man in der Strömungsmechanik?
- Euler (beobachter ruht)
- Lagrange (Beobachter bewegt sich mit dem materiellen Element)
Wodurch zeichnet sich die Finite Volumen Methode aus?
- Unterteilung des Gesamtvolumens in Kontrollvolumina
- Zuordnung eines Knotens, in dem die Werte der Erhaltungsgleichungen gespeichert werden (durch Integration der Mittelwerte über den Rand ermittelt)
- \(\int_V \Phi \mathrm{d}V \approx \Phi_P V_P\) \(\Phi_p \)... Mittelwert ... Ergibt Wert im Knoten
- Oberflächenintegrale: Speichern eines Punktes auf Begrenzungslinie
- \(\int_S f_e \mathrm{d}S \approx f_e S_e\) \(f_e\)... Wert Seitenmitte, \(S_e \)... Seitenlänge
- Trapezregel (2. Ordnung) \(\frac{f_{ne}+f_{se}}{2} S_e\)
- Feldgrößen an anderen Positionen durch Approximation
- Kompass-Notation (Punkte auf Grenzfläche n,e,s,w,ne,se..)
Wo findet findet man numerische Diffusion? Wie kann man diese minimieren?
v.a. numerische Iterationsverfahren 1. Ordnung = Abbruchfehler
- Abhängig von Diskretisierungsschema
Lösung: Diskretisierungsverfahren höherer Ordnung verwenden
Was gibt die Ordnung numerischer Deskritisierungsverfahren an?
- gibt an, wie schnell ein Verfahren konvergiert (Konvergenzrate) -> (1. Ordnung - linear, 2. Ordnung Quadratisch...)
(-Achtung: Fehler zusätzlich von Vernetzungsdichte abhängig)
Geben Sie drei Unterschiede zwischen Verfahren 1. und 2. Ordnung an.
1. Ordnung
- Konvergenzrate \(\sim \Delta x\)
- Numerische Diffusion
- numerisch Stabil
2. Ordnung
- Konvergenzrate \(\sim \Delta x^2\)
- Numerische Dispersion
- Oszillatio bei starken Gradienten möglich
- neigt teilweise zu numerischen Instabilitäten
