Die Geometrie für eine typische Fluidströmungsanalyse unterscheidet sich von der Geometrie für eine statische Berechnung. Die beiden großen Klassifizierungen der Strömungsgeometrie sind intern und extern.
Beispiele für interne Strömungen sind unter anderem:
- Strömung in Rohren
- Strömung in Ventilen
- Strömung in elektronischen Gehäusen
Beispiele für externe Strömung sind unter anderem:
- Strömung über ein Auto
- Strömung über eine Flugzeugtragfläche oder eine Rakete
- Strömung um ein der Umgebung ausgesetztes elektronisches Gerät
Interne Strömungen
Bei internen Strömungen muss ein Strömungskern von der vorhandenen umgebenden Geometrie erstellt werden. Die Außenwände des Volumens werden ausgelassen (es sei denn, sie sollen als Teil einer Wärmeübertragungsberechnung verwendet werden), und das Innenvolumen des Rohrs wird modelliert.
Im Gegensatz dazu würden in einer statischen Berechnung die Rohrwände vernetzt und das Innere aus der Berechnungsdomäne ausgenommen:
Eine andere Herangehensweise ist folgende:
Ein Rohr wird mit Wasser gefüllt, das man dann gefrieren lässt. Stellen Sie sich jetzt vor, dass die Rohrwände entfernt werden, und alles, was übrig bleibt, ist das Festkörpervolumen aus Eis. In diesem Volumen existiert nun das Fluid, und dies ist die Geometrie, die für eine CFD-Analyse zur Strömung durch dieses Rohr erstellt und vernetzt werden würde.
Das Strömungsvolumen kann direkt in der CAD-Anwendung (Pro/Engineer, Inventor CoCreate, Solid Edge, SpaceClaim, UGNX, SolidWorks) oder mit dem Autodesk® CFD Geometriewerkzeug zur Hohlraumfüllung erstellt werden. Ein weiteres Verfahren ist das Erstellen eines Volumens im CAD-Modell, das jede Öffnung bedeckt. Autodesk® CFD erstellt automatisch Teile zum Füllen vollständig begrenzter, luftdichter Hohlräume.
Beispiel für ein internes Strömungsvolumen
Externe Strömungen
Bei externen Strömungen ist es üblich, die Geometrie zu "invertieren". Dies bedeutet, dass das Objekt als fest konfiguriert wird und die Strömung mit gleicher, aber entgegengesetzter Geschwindigkeit wie das physische Objekt darüber geblasen wird. Um dies als Analysegeometrie zu implementieren, werden zwei Geometrieteile benötigt: das Objekt selbst (Rakete, Auto, Kugel usw.) und eine große Berechnungsdomäne, in dem das Objekt platziert ist:
Das Strömungsvolumen kann direkt in der CAD-Anwendung (Pro/Engineer, Inventor CoCreate, Solid Edge, SpaceClaim, UGNX, SolidWorks) oder mit dem Autodesk® CFD Werkzeug zur Außenvolumen-Geometrie modelliert werden.
Die Form der Domäne ist normalerweise nicht sehr wichtig und kann ein Kreis, ein Halbkreis, ein Rechteck, eine Kugel oder ein Quader sein. Da die Strömung um das gesamte Objekt modelliert wird, ist es ratsam, die Berechnungsdomäne wesentlich größer zu gestalten als das Objekt selbst.