Schnelle Konvektionsanalyse mit erzwungener Konvektion

Für grobe Schätzungen der erzwungenen Konvektion verwendet Autodesk® CFD die Geschwindigkeitspotenzialgleichung, um rasch ein vereinfachtes Strömungsfeld zu gewinnen, das für die Advektionsterme in der Energiegleichung (Wärmegleichung) verwendet werden kann. Die Geschwindigkeitspotenzialgleichung ersetzt dabei die Navier-Stokes-Gleichungen. Diese Gleichung kann wie folgt geschrieben werden:

Dabei ist das Geschwindigkeitspotenzial, das wie folgt definiert ist:

Hier steht für den Geschwindigkeitsvektor. Der Druck wird mithilfe der Bernoullischen Energiegleichung berechnet:

Dabei ist die Dichte des Fluids.

Nachdem das Geschwindigkeitspotenzial mithilfe der obigen Gleichung berechnet ist, werden die Geschwindigkeiten unter Verwendung der folgenden Beziehung

berechnet. Der Druck ergibt sich dann aus folgender Beziehung:

Mit diesen Geschwindigkeiten wird die Energiegleichung (das bereits beschriebene 1. Gesetz der Thermodynamik) gelöst.