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:

wobei das Geschwindigkeitspotenzial ist, das wie folgt definiert wird:

wobei der Geschwindigkeitsvektor ist. Der Druck wird mithilfe der Bernoullischen Energiegleichung berechnet:

wobei die Dichte des Fluids ist.

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.