CFD

strukturiertes Netz:

++ schnell: Nachbarelemente sind exakt und direkt bekannt

++ Kontaktflächen snd (einigermaßen) bekannt

-Verfeinerung nur bedingt möglich

- - scharfe Kanten/ Ecken am Rand des Netzes sind kaum auflösbar, bzw die Strömung reagiert nicht darauf

Aufbau einer Matrix

Setzen von beziehungen untereinander möglich

++ verfeinerung beliebig möglich

++ beliebig komplexe Geometrien und Strömungen sehr genau vernetzbar

- deutlich langsamer, weil “Übersetzungstabelle” nötig. Also welche Partner/ Kontaktflächen/ orientierung existieren?

++ beliebig verfeinbar

++ optimale Ausnutzung “gerader”/ ablösungsfreier Strömungsbereiche

++ sehr schnell bei hoher Genauigkeit

-- Netzerstellung komple und zeitaufwendig

Vereinfachung in einer Richtung

Kombination der netze um unabhängig verfeinernzu können

+ etwas schneller als unstrukturierte, genauer als strukturierte

- Genauigkeits- und zeitverlust durch Übergangsbereich

Skewness: Verzerrtheit:

Ungleichförmigkeit der Winkel in den Dreiecken

—> Wunsch: möglichst gleichseitige Dreiecke

korrekturmöglichkeit nur händsich, also extrem zeitaufwendig

Mikrorisse/ Mikrolücken im CAD-Modell

kein vernetzen möglich

korrekturmöglichkeit: meist händisch

verfeinerung und Vergröberung nach 1. Berechnung

+ gut, aber Aufwand beim vernetzen steigt

Vor der berechnung: Skewness, orientierung der Elemente

Nach der 1. Berechnung: netzverfeinerung: 2. Rechnung dann mit dem deutlich feineren Netz

wenn gleiches Ergebnis: OK

wenn anderes Ergebnis: Netz weiter verfeinern/ optimieren

• feines netz, dort wo hohe Geschwindigkeits-/ Druck-Temperaturgradienten

• gradient hat immer eine Richtung

• Netz in richtung der Gradienten verfeinern

Eingangsnetz -> Rechnen -> gradient -> Netz beim gradient verfeinern

WICHTIG: nur das netz verfeinern, wenn sich Strömungen ändern. Wnn sich nur die Geschwindigkeit erhöht muss das Netz nicht verfeinert werden!

1. Konsistenz: Verändert eine Netzverfeinerung das Ergebnis?

2. Konvergenz: Kovergiert die Lösung, also nehmen die Abweichungen ab?

3. Stabilität der Konvergenz: (siehe unten)

4. Konservativität: Sind die Erhaltungsgleichungen erfüllt? Kontrolle der Randbedingungen

5. Beschränktheit: Dicjte, temperatur in K!, Konzentration, Druck

Modellfehler: kommt sehr häufig vor. Modell und Realität stimmen nicht überein. (bis zu 100% Abweichung zb durch Riefen)

Diskretisierungsfehler: Benutzung der Taylorreihe anstatt tatsächlicher Ableitung

Iteratonsfehler: Akzeptieren der Rest-Residuen (Abweichung zwischen realer Lösung und der exkaten Lösung der Navier-Stokes-Gleichung)

Modellierung der Strömung bzw des Turbulenzmodells

Programmierfehler (bei der Eingabe, Bug im Code,…)

Randbedingungsdefinition: Wand als durchlässig, zuströmung falsch, …

• Höchstanzahl der Iterationen erreicht -> nicht gut

• das gleiche ergebnis wie im Experiment erreicht -> nicht gut, da Experiment häufig nicht vorhanden

• Schwankungen der Residuen unterschreiten Voreinstellungen -> Voreinstellungen okay?

• Residuen bzw. deren Schwankungen werden sehr klein -> sehr gut