Neue Methoden in der numerischen Strömungsberechnung (CFD) – Alternativen zu Finite-Volumen-Methoden?

12. - 13. November 2018, Wiesbaden, Hotel Oranien

Die numerische Strömungssimulation hat sich in den letzten Jahren sowohl in Anzahl und Breite der Anwendungen als auch der Komplexität der Aufgaben enorm entwickelt. Immer aufwendigere physikalische Modelle lassen sich in akzeptablen Rechenzeiten auf großen Rechengebieten lösen. Dabei kamen in den letzten Jahren meist klassische Finite-Volumen- bzw. Finite-Elemente- oder Finite-Differenzen-Methoden zur Lösung der Gleichungen zum Einsatz. Nachteilig bei diesen Verfahren ist, dass Berechnungsgitter im Preprocessing aufwendig erstellt werden müssen.

Bereits seit geraumer Zeit bieten sich alternative Verfahren an. Neben gitterfreien Methoden, z. B. der Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) oder der Finite Pointset Methode (FPM), werden Lattice-Boltzmann Methoden erfolgreich eingesetzt. Spektralmethoden als auch Randelement-Methoden ergänzen das umfangreiche Spektrum an Optionen in der Strömungsberechnung. Dadurch ergeben sich auch neue Möglichkeiten hinsichtlich der Nutzung moderner Rechner­architekturen (z. B. GPU), die die Grenzen des Machbaren in der numerischen Strömungsberechnung ständig erweitern.

Zahlreiche dieser Lösungsverfahren stehen am Beginn ihres industriellen Einsatzes bzw. sind bereits im produktiven Einsatz. Insbesondere für spezielle Anwendungen (z.B. Bewegung freier Oberflächen, große Deformationen des Rechengebietes) ergeben sich interessante Optionen für den Berechnungsingenieur.

Im Rahmen dieses Seminars sollen neue Methoden der numerischen Strömungsmechanik und insbesondere deren industrieller Einsatz beleuchtet werden. Wir hoffen, Ihr Interesse geweckt zu haben und freuen uns auf Ihre Teilnahme.

Ihre NAFEMS Deutschland, Österreich, Schweiz GmbH

Technische Leitung:
NAFEMS CFD Advisory Board (CAB), NAFEMS Steering Committee für Deutschland, Österreich und der Schweiz

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Vortragsprogramm, 12. November

13:30   
Begrüßung und technische Einführung
Mitglieder des NAFEMS CFD Advisory Boards

13:45   
Keynote-Vortrag:
MESHFREE-echt gitterfreie Strömungssimulation
J. Kuhnert (Fraunhofer ITWM)

14:30   
Die Lattice-Boltzmann Methode zur Simulation von Strömungen in Turbomaschinen-Anwendungen
M. Böhle (TU Kaiserslautern)

15:00   
Kaffeepause

15:45   
Performanceaspekte in gitterfreien CFD-Methoden
B. Metsch, F. Nick, H. Plum (Fraunhofer SCAI)

16:15   
Virtuelle Fahrzeugentwicklung unter realistischen Fahrbedingungen am Beispiel von Wasserdurchfahrt
M. Schäfer (ESI Software)

16:45   
Anforderungen und Grenzen traditioneller FV- und neuer SPH-Methoden für Strömungsuntersuchungen in Fahrzeug­getrieben
G. Maier, F. Testa, A. Diemath, W. Baier (AVL)

17:15  
Anwendung der Smoothed-Particle-Hydrodynamics-Methode in der Analyse und Entwicklung von Abwassersystemen
F. Pause, P. Sabrowski (dive solutions)

17:45   
Get together in der Ausstellung

Vortragsprogramm, 13. November

08:30   
Keynote-Vortrag:
GPU-basierte Lattice-Boltzmann-Methoden höherer Ordnung für DNS/LES Simulation
M. Krafczyk, M. Geier, K. Kutscher, M. Schönherr, H. Safari (TU Braunschweig)  

09:15   
Anwendung innovativer LB-Verfahren für simulationsbasiertes Design im Schiff- und Automobilbau
C. F. Janßen, D. Mierke, M. Gehrke (Technische Universität Hamburg (TUHH))

09:45   
Kaffeepause

10:30   
Anwendungen von Lattice-Boltzmann Methoden für Large-Eddy Simulationen
C. Feuchter, A. Stief, O. Wagner (Hochschule Aalen)

11:00   
CFD Analyse zum Flugverhalten einer Drohnenkonfiguration mittels Lattice-Boltzmann Methode
G. Öttl (Dassault Systemés)

11:30   
Simulation von dünnen Wasserschichten auf beliebigen
Oberflächen mithilfe von Smoothed-Particle-Hydrodynamics kombiniert mit einer Finite-Particle Methode
S. Härdi, M. Schreiner (NTB); U. Janoske (Univ. Wuppertal)

12:00   
Mittagspause

13:00   
Zeitspektrales Verfahren zur Berechnung viskoser, inkompressibler Strömungen in der industriellen Anwendung
S. Baumbach (Volkswagen); A. Stück (DLR)

13:30   
Spezialisierte Methoden zur direkten numerischen Simulation in porösen Medien
S. Linden, C. Cheng, A. Wiegmann (Math2Market) 

14:00   
Eine Immersed Boundary Methode zur Berechnung komplexer Partikelinteraktionen für volumetrisch aufgelöste Partikel
K. Braschke, U. Janoske (Univ. Wuppertal)

14:30   
Kaffeepause

15:00   
Simulation der Luftansaugung des Klimageräts eines in Starkregen stehenden Fahrzeugs
D. Bäder (AUDI)

15:30   
Wrap-up/Diskussion: Bewertung der Methoden & Perspektiven
Mitglieder des NAFEMS CFD Advisory Boards

16:15   
Ende der Veranstaltung

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