Finite Elemente Methode III (FEM III)

Abb. 1: Fön
Abb. 2: CPU-Kühler

Basierend auf CAD Modellen werden einzelnen Bauteile thermische Randbedingungen und Materialeigenschaften zugewiessen. Über einen zeitlichen Verlauf werden gekoppelte Simulationen durchgeführt und Temperaturverläufe unter Berücksichtigung von Strömungen berechnet. Ein Beispiel stellt das Aufheizen eines Föns bei unterschiedlichen Heizstufen und Volumenströmen dar.

Ein weitere Anwendungsfall ist Berechnung einer CPU Kühlung.

Abb. 3: Strömungsoptimimierung

Weiterer Bestandteil der Vorlesung ist die Strömungsoptimierung von Bauteilen. In einem ersten Schritt werden Strömungsverläufe unter den gegebene Randbedingungen simuliert, die Ergebnisse z.B. unter dem Gesichtspunkt toter Strömungszonen kritisch betrachtet und daraufhin das Bauteil strömungstechnisch optimiert.

Dozent: Prof. Wahl

Weitere Beteiligte:  Prof. Krieg;

Wissenschaftliche Mitarbeiter

Termine:                    Wintersemester

Weitere Informationen

  • Anzahl der SWS:                    4 Std. Vorlesung
  • Anzahl der ECTS Credits:      5
  • Master

 

Lernergebnisse/ Kompetenzen:

Ziel des Kurses ist es, die Teilnehmer in die Nutzung numerischer Methoden zur Berechnung von thermischen und Strömungsproblemen einzuführen.

Inhalt:

  • Weiterführende Techniken der Strukturberechnung (Baugruppen FEA, Global-Lokal-Analysen, Optimierungen) [Prof. Krieg]
  • Thermische Analysen (Berücksichtigung der Temperatur bei Strukturberechnungen, stationäre und instationäre Temperaturfelder unter Berücksichtigung von Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung) [Prof. Krieg]
  • Multiphysik (Transfer von Temperaturfeldern, Kopplung von Wärme- und Festigkeitsberechnungen) [Prof. Krieg]
  • Einführung in die Strömungssimulation, Berechnung und Darstellung von Druck- und Strömungsverläufen
  • Bauteiloptimierung anhand durchgeführter Strömungsberechnungen
  • Gekoppelte Fluss-Wärme Simulation

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