Flownex® SE Release 2019 setzt neue Maßstäbe in der 1D-CFD-Simulation von strömungs- und wärmetechnischen Systemen
Das aktuelle Flownex® SE Release 2019 bietet eine Reihe neuer Funktionen und Weiterentwicklungen, wie z.B. verbesserte Wärmetauscherkomponenten, die automatische Einstellung der optimalen Zeitschrittweite bei transienten Simulationen, eine Komponente für die Modellierung von Brennstoffzellensystemen sowie ein völlig neues Erscheinungsbild von Diagrammen und Plots im Postprozessing.
Adaptive Zeitschrittweite
Der Flownex® SE Solver wurde um eine adaptive Zeitschrittfunktionalität erweitert, welche die Zeitschrittgröße bei einer transienten Simulation automatisch anpasst. Dies führt zu kleineren Zeitschritten und präziseren Lösungen bei schnellen Vorgängen (z.B. Druckstöße) und zu größeren Zeitschritten bei sich langsam ändernden Vorgängen, um kürzere Lösungszeiten zu erreichen.
Diese Funktion überwacht Druck, Energie, Massenstrom und Dichte aller Komponenten und reduziert oder erweitert automatisch den Zeitschritt, um sicherzustellen, dass die Lösung innerhalb der angegebenen Genauigkeitskriterien bleibt. Dies ermöglicht es dem Anwender, schnelle Transienten wie Druckimpulse genau vorherzusagen, ohne vorher eine zeitliche Konvergenzstudie durchführen zu müssen.
Cavity Editor
Im Bereich der Modellierung von rotierenden Maschinen wurden die Eingabemöglichkeiten für Kavitäten zwischen Rotoren (Rotor-Rotor) und zwischen Rotoren und stehenden Bauteilen (Rotor-Stator) deutlich erweitert. Flownex-Anwender können mit Hilfe des Cavity-Editors mühelos auch sehr komplexe Geometrien für entsprechende Spalte in rotierenden Maschinen definieren.
Der Cavity-Editor öffnet sich sich beim Doppelklick auf eine Rotor-Rotor- oder Rotor-Stator-Komponente. Es ist nun möglich, zunächst ein Hintergrundbild für den Spalt zu importieren, auf dem anschließend das Netzwerk modelliert wird, wie in der Abbildung dargestellt.
Gibbs Free Energy Reactor für die Modellierung von Brennstoffzellen
Die Kategorie Combustion wurde in Chemical Reactions umbenannt. Das adiabatische Flammenmodell berechnet die Endtemperatur und die Zusammensetzung des Endprodukts der Reaktion mit Hilfe des CEA Codes der NASA. Nun wurde noch eine weitere Komponente für chemische Reaktionen hinzugefügt, in welcher der Benutzer die Endtemperatur der chemischen Reaktion festlegen kann. Eine erste Anwendung dieses neuen Gibbs Free Energy Reactor ist die Modellierung von Brennstoffzellen. Mit dieser Komponente kann Flownex® zur Optimierung der umgebenden Systeme verwendet werden.
Verbesserung der Wärmetauscherkomponenten
Die Flownex® Wärmetauscher-Komponenten Rohrbündelwärmetauscher, Rippenrohrwärmetauscher und Plattenwärmetauscher wurden aufwendig aktualisiert und erweitert. Die Neuerungen dieser Komponenten führen zu einer einfacheren Bedienung für den Anwender. Darüber hinaus stehen neue Korrelationen und Funktionen zur Verfügung. Beispielsweise können nun Fouling-Effekte berücksichtigt und Standzeiten berechnet werden.
Postprozessing
Die Gestaltung von Diagrammen in Flownex® wurde ebenfalls überarbeitet. Die Erstellung von Plots wurde stark vereinfacht und die Menüs zu deren Gestaltung wurden komplett aufgeräumt, was das Handling jetzt viel übersichtlicher macht. Bei Bedarf können natürlich weiterhin umfangreiche Formatierungseigenschaften individuell angepasst werden.
Zu den neuen Diagrammfunktionen gehören:
- Die X-Achse skaliert automatisch
- Die Linientypen können in Step, Spline, Scatter Line, Area, Step Area oder Spline Area geändert werden.
- Die Daten des Plots können in einer CSV-Datei gespeichert werden, indem Sie einfach mit der rechten Maustaste auf das Diagramm klicken.
- Ein Fadenkreuz-Cursor mit allen Y-Achsenwerten für einen bestimmten X-Achsenwert wurde hinzugefügt.
- Die Formatierung der Diagramme kann geändert werden, ohne dass das Netzwerk erneut gelöst werden muss.
Berechnung von Flüssigkeit-Gas-Gemischen
Für die Simulation von Schmiersystemen in Turbomaschinen unterstützen nun die folgenden Komponenten auch die Berechnung mit Flüssigkeit-Gas-Gemischen:
- Rotating Channel
- Rotating Nozzle
- Nozzle
- Rotor-Stator Cavity
- Rotor-Rotor Cavity
- Forced Vortex
- Free Vortex
Die Definition von Abständen in Maßzeichnungen wurde vereinfacht. Der Benutzer kann nun Eigenschaften von Komponenten per Drag & Drop auf Messpunkte und Messlinien ziehen. Handelt es sich um einen Messpunkt, wird der Benutzer gefragt, welchem Teil der Koordinate (X,Y oder Z) er zugeordnet werden soll.
Der ANSYS Mechanical Link erlaubt es jetzt „Named Selections“ in ANSYS-Modellen auszuwählen, um Daten zu übergeben. Die Kopplung wird damit wesentlich vereinfacht.
Korrelationen zur Berechnung der Konvektionswärmeübertragung an die Umgebung wurden sowohl der Komponente „Composite Heat Transfer“ als auch der Komponente „Insulated Pipe“ hinzugefügt. Es stehen nun Konvektionsmechanismen für freie Konvektion über einen horizontalen Zylinder, freie Konvektion über einen vertikalen Zylinder oder erzwungene Konvektion über einen Zylinder zur Verfügung.