Panelverfahren im aktiven Einsatz

In einem Kooperationsprojekt* mit dem Lehrstuhl für Strömungsmechanik und Strömungsmaschinen der Technischen Universität Kaiserslautern, entwickelt die CFD Consultants GmbH derzeit ein Panelverfahren für die schnelle Berechnung aerodynamischer Beiwerte von beliebigen 3D Geometrien.

Die Panelverfahren spielen Ihre Stärke vor allem dann aus, wenn viele überschlägige aerodynamische Berechnungen benötigt werden. Denn mit diesen Verfahren lassen sich innerhalb kürzester Zeit viele Geometrie- und Randbedingungsvarianten durchführen, was mit den anderen Methoden der Strömungsmechanik wirtschaftlich und zeitlich so nicht darstellbar wäre.

Bei der Entwicklung des Programms wurde von Anfang an ein besonderes Augenmerk auf eine einfache Anbindung an bestehende Vernetzer und Auswerteprogramme gelegt. Dadurch lässt sich das Programm bereits heute aktiv in der Fa. CFD Consultants GmbH für Projekte nutzen.

Folgend eine kurze Beschreibung eins typischen Projektes an einem unbemannten Frachtflugzeug mithilfe des Panelverfahrens:

Gute Neuigkeiten beim Luftfahrtprojekt TR230

Die CFD Consultants GmbH ist seit vielen Jahren maßgeblich am Luftfahrtprojekt TR230 beteiligt. Es handelt sich hierbei um die Entwicklung und Zertifizierung eines modernen viersitzigen Reiseflugzeuges. Der Prototyp fliegt seit 2013, hat die Flugerprobung nahezu abgeschlossen und steht kurz vor der Zulassung als Experimentalflugzeug in der Schweiz.

Für die Musterzulassung werden Investoren gesucht. Über das Tochterunternehmen iViation GmbH werden seit über zwei Jahren intensiv Kontakte zu potentiellen Geldgebern unter anderem aus China aufgebaut. Mitte März hat ein Bevollmächtigter eines namhaften chinesischen Staatskonzerns das Projekt intensiv inspiziert. Der Entwurf eines Joint-Venture-Vertrages wurde erstellt, wichtige Kooperationspartner haben ihre Beiträge erläutert und der Geschäftsplan wurde abgestimmt. Die Gespräche verliefen sehr positiv und wurden durch die Unterzeichnung eines Letter of Intend abgeschlossen.

Projekt PRESTIGE: In-situ-Visualisierung von Strömungsvorgängen bei sehr großen CFD-Berechnungsmodellen

Flugzeugtriebwerk © -jkb- Lizenz: CC BY-SA 3.0

Als Teil des Luftfahrtforschungsprogramms des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) startete 2018 das Verbundprojekt PRESTIGE. Dieses Projekt führt Partner aus akademischer Forschung und Industrie zusammen und widmet sich der Weiterentwicklung und Validierung von Simulationsverfahren zur Verbesserung des interdisziplinären Verständnisses von Triebwerkssystemen.

Ein Ziel des Projekts ist die numerische Simulation einer instationären Strömung durch einen vollständigen Triebwerksverdichter inklusive seiner stationären und rotierenden Komponenten. Um die numerischen Untersuchungsergebnisse mit den vorhandenen praktischen bzw. experimentellen Erfahrungen vergleichen zu können, ist eine entsprechend feine Gitterauflösung des Volumens inklusiver aller Einzelkomponenten erforderlich. Dies führt zu Rechennetzen mit mehreren Milliarden Gitterknoten, die nur auf Supercomputern verarbeitet werden können.

Aufgrund der instationären Effekte innerhalb des Triebwerksystems ist eine zeitabhängige Untersuchung der Vorgänge notwendig. Dabei werden immense Mengen an Sicherungs- und Auswertedateien erzeugt, deren Handling (Lese- und Schreibzugriffe, Speicherbedarf) mit einem hohen zeitlichen und kostenintensiven Aufwand verbunden ist. Ziel des PRESTIGE-Projekts ist es, diesen Aufwand durch direkte Bearbeitung und Auswertung im laufenden Prozess („in-situ“) deutlich zu reduzieren. In-situ-Visualisierung ermöglicht es dem Anwender bereits während der laufenden CFD-Simulation Ergebnisse direkt aus dem Speicher des Prozesses zu extrahieren und zu verarbeiten.

Leistungsstärkere Hard- und Software ermöglicht immer komplexere und realistischere Berechnungsmodelle, sodass in-situ-Auswertungen zukünftig immens an Bedeutung gewinnen werden.

Die CFD Consultants GmbH hat sich als industrieller Partner in Zusammenarbeit mit dem auf dem Gebiet des CFD-Postprocessings führenden Unternehmen Intelligent Light an dem Verbundprojekt maßgeblich beteiligt und konnte eine in-situ-Visualisierungslösung erarbeiten und erfolgreich in einen CFD Code implementieren.

Druckkonturen in einem Triebwerksverdichter

Diese Lösung ist nicht nur für Großprojekte geeignet, sondern auch für alle anderen strömungstechnischen Simulationsprojekte, vor allem für zeitabhängige Untersuchungen, interessant. Dies macht die Methode für jeden attraktiv, der sich mit numerischer Strömungssimulation beschäftigt.

Kontakt: Birgit Hanna, CFD Consultants GmbH

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Industrial HPC User Round Table (iHURT)

Kontakt per E-Mail: René Thümmler, CFD Consultants GmbH Nachricht per Kontaktformular: