Zur Seitenansicht
 

Titelaufnahme

Titel
Coupling of liquid transmission line models with 3-dimensional CFD in OpenFOAM / eingereicht von DI Clemens Fries
AutorInnenFries, Clemens
Beurteiler / BeurteilerinManhartsgruber, Bernhard ; Montorsi, Luca
ErschienenLinz, November 2016
UmfangII, 155 Seiten : Illustrationen
HochschulschriftUniversität Linz, Dissertation, 2016
Anmerkung
Zusammenfassung in deutscher Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)CFD / Kopplung / Rohrleitungsmodell / Simulation
Schlagwörter (EN)CFD / coupling / transmission line model / simulation
Schlagwörter (GND)Rohrleitung / Hydrodynamik / Numerische Strömungssimulation / Kopplung <Physik>
URNurn:nbn:at:at-ubl:1-12413 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist gemäß den "Hinweisen für BenützerInnen" verfügbar
Dateien
Coupling of liquid transmission line models with 3-dimensional CFD in OpenFOAM [171.88 mb]
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Die Suche nach präziseren Systemantworten sowie steigende Betriebsfrequenzen in der Fluidtechnik führen zu der Notwendigkeit Wellenausbreitungseffekte in Simulationsmodellen in Betracht zu ziehen. Gut dokumentierte Beispiele können für Einspritzvorgänge bei Verbrennungsmotoren oder für hydraulisch angetriebene Stanzmaschinen gefunden werden. Das unter Druck stehende Fluid wird in der Hydraulik vorwiegend über Rohrleitungen, Schläuche oder Bohrungen verteilt. So ein Verteilungssystem aus Bauteilen mit kreisförmigem Querschnitt eignet sich besonders zur Modellierung eines Netzwerkes von Elementen in 1- oder 2-dimensionaler Betrachtungsweise. Dieses relativ einfache Modell kann aber schon bei Abzweigungen oder T-Stücken, die gerne als verlustlose Kirchhoff-Knoten idealisiert werden, an seine Grenzen stoßen, wogegen eine 3-dimensionale Simulation (CFD) Strömungseffekte in komplexeren Geometrien noch erfassen kann und somit zu genaueren Rechenergebnissen führt. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Idee ein Rohrleitungsmodell, basierend auf der Annahme frequenzabhängiger Reibung für transiente, laminare Strömung für ein schwach kompressibles, viskoses Fluid, für Teile mit zylindrischer Form mit einem CFD-Modell zu koppeln. Als komplexer, von der CFD-Simulation aufzulösender Bereich, ist hierfür ein scharfkantiger Krümmer gewählt worden. Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit und der damit zusammenhängenden Untersuchun gen liegt immer in der Reduktion der Simulationszeiten bei gleichzeitiger Steigerung der Genauigkeit der Rechenergebnisse hin zu der Qualität von 3-dimensionalen Rechnungen, mit dem Ziel, Simulationen eines (hydraulischen) Gesamtsystems mit guter Genauigkeit auf herkömmlichen Computern nutzbar zu machen.

Zusammenfassung (Englisch)

Wave propagation effects are of increasing importance in simulation models for fluid power applications due to rising demands for both the accuracy of predicted system responses as well as the range of interesting operating frequencies. Well documented examples can be found in technologies such as fuel injection for internal combustion engines or hydraulically driven punching machines. The distribution system for the pressurized fluid is predominantly made up of pipes and hoses as well as cylindrical bores in the housings of various components. These cylindrical geometries lend themselves conveniently for modeling as a network of elements with a 1 or 2-dimensional spatial representation. This basic modeling approach already hits the wall in case of simple elbow bends or T-junctions, which are very often idealized as lossless Kirchhoff-type nodes, whereas a 3-dimensional modeling approach, namely CFD, could capture flow effects in those more complicated geometries, leading to a more accurate result. The present work deals with the idea of coupling a transmission line model based on the well known frequency-dependent friction theory for transient laminar flow of a weakly compressible viscous fluid for parts with purely cylindrical geometry with a CFD model (the open source code OpenFOAM has been used for the purpose of this work) resolving the local effects occurring at more complex regions, represented by an elbow bend. The investigations in this work are all aiming for highly reduced simulation time simultaneously with increased result accuracy, comparable to 3-dimensional approaches used for the whole system, making a more accurate simulation on commercial computers feasible.

Statistik
Das PDF-Dokument wurde 46 mal heruntergeladen.