Die neue Welt der Strömungsmechanik

Flugzeugfluegel / Quelle: Pixabay, lizenezfreie Bilder, open library: https://pixabay.com/de/photos/flugzeug-flucht-flugzeug-fl%C3%BCgel-1220542/ Flugzeugfluegel / Quelle: Pixabay, lizenezfreie Bilder, open library: https://pixabay.com/de/photos/flugzeug-flucht-flugzeug-fl%C3%BCgel-1220542/
 

Eine Software revolutioniert die Welt der Strömungsmechanik. Mit ihrer Hilfe können komplexe CFD-Simulationen schnell und kostengünstig gelöst werden können

Die Software ANSYS Fluent enthält physikalische Modellierungsfunktionen für breite Massen, die zur Modellierung von Strömung, Turbulenzen, Wärmeübertragung und Reaktionen für industrielle Anwendungen erforderlich sind. Von der Luftströmung über einen Flugzeugflügel bis hin zur Verbrennung in einem Ofen, von Blasensäulen bis hin zu Ölplattformen, von der Blutströmung bis hin zu Halbleiterfertigung, vom Reinraumdesign bis hin zur Kläranlage. Fluent deckt ein breites Spektrum ab, einschließlich spezieller Ausführungen mit der Fähigkeit zur Modellierung der Verbrennung in Zylindern, der Aeroakustik, von Turbomaschinen und Mehrphasensystemen. Außerdem bietet es hoch skalierbares Hochleistungs-Computing (HPC), mit dessen Hilfe komplexe CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics) schnell und kostengünstig gelöst werden können.

Fluent stellte mit einer Skalierung auf 172.000 Prozessorkerne und einem Wirkungsgrad von 82 % auf dem Supercomputer Cray XC40 einen Weltrekord im Supercomputing (Höchstleistungsrechnen) auf. Der neue Rekord spielt besonders in der Automobilindustrie sowie in der Luft- und Raumfahrt eine wichtige Rolle. Volkswagen Motorsport hat den Zeitrekord beim Pikes Peak International Hill Climb mit seinem ersten vollelektrischen Rennwagen, dem I.D. R Pikes Peak – ein Rennwagen der nächsten Generation -, der mit ANSYS-Simulationslösungen entwickelt wurde, gebrochen. Die Ingenieure von Volkswagen Motorsport führten komplett virtuelle Fahrversuche des gesamten Rennens durch und optimierten das Batteriekühlsystem mit minimalem Gewicht und aerodynamischem Luftwiderstandsverlust.

Eine völlig neue Art von CFD-Simulationen

Fluent löst bereits die schwierigsten Design-Herausforderungen mit gut validierten Ergebnissen für die unterschiedlichsten CFD- und Multiphysik-Anwendungen. Heute müssen Ingenieure in kürzester Zeit und mit weniger Schulung mehr erreichen als je zuvor. Mit der Einführung der „New Fluent Experience“ eröffnen sich völlig neue Möglichkeiten, CFD-Simulationen durchzuführen. Die neuen Erfahrungen basieren auf dem bewährten CFD-Löser Fluent: Er bietet eine komplette Lösung mit nur einem Fenster in Fluent. Des Weiteren optimiert er den Fluent-Workflow zum Generieren eines Netzes aus importiertem CAD und entfernt schließlich Barrieren für allgemeine Aufgaben, die seine Benutzer frustrieren. Fluent hat einen neuen Look, der die Augen nicht überstrapaziert. Er umfasst mehrere Themen und Sprachen.

Der aufgabenbasierte Workflow der CFD Simulator Software führt seine Nutzer durch einen organisierten Simulationsprozess, der in kürzester Zeit genaueste Ergebnisse liefert. Bei jedem Schritt im Prozess bietet die Software relevante Entwurfsoptionen oder standardmäßig eine Best-Practice-Option. Benchmark-Daten zeigen, dass Benutzer den wasserdichten Geometrie-Workflow mit 70 Prozent weniger Klicks und 50 Prozent weniger Arbeitszeit abschließen. Ein fehlertoleranter Workflow beschleunigt die Vernetzung für nicht wasserdichte („schmutzige“) Geometrien mithilfe eines „Wrappers“ (einer Netzebene, die Oberflächenfehler in der Geometrie überdeckt). Komplexe Modelle, die zuvor Tage oder sogar Wochen benötigt haben, können jetzt mit minimaler Beeinträchtigung der Simulationsgenauigkeit in wenigen Stunden vernetzt werden.

Mit Supercomputing die Entwicklung beschleunigen

Fluent Meshing beinhaltet jetzt eine einzigartige zum Patent angemeldete Technologie, die qualitativ hochwertige Ergebnisse bei höheren Geschwindigkeiten liefert. Diese Mosaik-Vernetzungstechnologie verwendet ein erstklassiges Mosaik-Netz, um automatisch eine Vielzahl an Grenzschicht-Netzen zu kombinieren und somit eine schnelle und genaue Flow-Resolution zu erzielen. In einer Benchmark-Simulation eines Formel-1-Flügels hatte das Mosaik-Netz weniger Zellen mit besserer Qualität, benötigte 34 % weniger Speicher und erzielte eine 47 % schnellere Lösung. Durch die parallele Verarbeitung werden mosaikfähige Maschen bis zu 10-mal schneller erstellt. Durchdachte Änderungen durchdringen jeden Bildschirm, jeden Schritt und machen die Simulation zum Vergnügen. Benutzer werden weniger Klicks, vereinfachte Dateneingaben, aktiviertes Drag & Drop, eingebettete intelligente Interaktionen und mehr bemerken.

Keelwit Technology ist ein spanisches Ingenieurbüro, das 2011 gegründet wurde. Das Unternehmen entwirft, entwickelt und implementiert Technologieprojekte mit einem anderen, aber realistischen Ansatz. Keelwit Technology konzentriert sich auf drei Bereiche: Energieeffizienz, nachhaltige Mobilität und Strömungsmechanik. Keelwit Technology hat ANSYS CFD in vielen Kundenprojekten eingesetzt, um hochkomplexe technische Probleme zu lösen. Die große Struktur erforderte komplexe thermische und aerodynamische Analysen, wobei mit ANSYS CFD mehr als 50 Betriebsbedingungen simuliert wurden. Das Höchstleistungsrechenzentrum der Universität Stuttgart (HLRS) arbeitet seit 2015 eng mit Ansys und Cray zusammen, um den dringendsten technischen Herausforderungen von heute gerecht zu werden, indem Simulationssoftware für extreme HPC-Skalierbarkeit und -Leistung profiliert und getestet wird.

 

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