Simulation Struktur-Struktur Interaktion (SSI) Fünf Kästen

In diesem Artikel präsentieren wir die Simulation einer Struktur-Struktur-Interaktion (SSI) zwischen mehreren Kästen, die nicht stabil aufeinander gelagert sind. Alle Kästen verhalten sich wie starre Körper und man spricht hier von einer sogenannten Rigid-Body-Simulation (RBS). Alle Stöße erfolgen hier vollkommen unelastisch.
Die Kästen sind als starre Körper modelliert und können sich ohne Zwangsbedingungen frei bewegen, wenn Kräfte auf ihnen wirken. Die einzelnen starren Körper können untereinander kollidieren und ihre Bewegungsrichtung beliebig ändern. Die Stöße zwischen den starren Körpern untereinander und zwischen den Wänden werden in dieser Studie als vollkommen unelastisch angenommen. Ein unelastischer Stoß ist, im Gegensatz zu einem elastischen, ein Stoß, bei dem die kinetische Energie aufgrund der Wirkung der inneren Reibung nicht erhalten bleibt. Die NOGRID Software kann beide Kollisionsregime, die durch einen Plastizitätskoeffizienten gesteuert werden, berechnen.

CAD-Modell fünf Kästen in NOGRIDs COMPASS

Abb. 1: CAD Gruppen erstellt in NOGRIDs COMPASS

SSI fünf Kästen Setup in NOGRID points' GUI

Abb. 2: Aufsetzen der SSI Fallstudie "Fünf Kästen"

SSI fünf Boxen GUI Ergebnisse in NOGRID points CFD Software

Abb. 3: Ergebnisansicht der fallenden Kästen innerhalb der NOGRID points GUI

Animation SSI fünf Kästen, berechnet mit NOGRID CFD Software

Abb. 4: Animation der fallenden Kästen

Unter der Starrkörpersimulation versteht man die Simulation der transienten Bewegung von starren Körpern. Bei der Mechanik starrer Körper geht es um physische Körper, die nicht verformbar sind. Während der Simulation bewegen sich die starren Körper, die Form bzw. Struktur bleibt jedoch unverändert erhalten. Auf den starren Körper können verschiedene Arten von Kräften wirken: Schwerkraft, magnetische Kräfte, Reibungskräfte etc. Diese Kräfte beschleunigen den starren Körper und die Translations- und Rotationsgeschwindigkeit ändert sich. Darüber hinaus kann es Kollisionen zwischen den starren Körpern geben. Kollisionen verändern schlagartig die Translations- und Rotationsgeschwindigkeit der beteiligten Körper.

In diesem 3D-Beispiel fallen mehrere Kästen und interagieren miteinander (siehe Abb. 1 - 4). Die Simulation wird vollständig gekoppelt mit der Lagrange-Methode gelöst. Vollständig gekoppelt bedeutet, dass die Belastungen bzw. Spannungen innerhalb der Körper simultan in einer großen Lösungsmatrix gelöst werden. Zur Lösung dieses Falls steht auch das Euler-Verfahren zur Verfügung.

Den Kästen dieser Simulation wird, wie bei jedem starren Körper in der FS-Kopplung, jeweils ein Gewicht und ein Massenträgheitsmoment zugeordnet. Damit verhält sich der starre Körper entsprechend den Kräften, die auf ihn wirken. Bei mehreren beteiligten starren Körpern kann die Bewegung eines Körpers natürlich auch durch Stöße mit anderen Körpern beeinflusst werden.

NOGRID points kann perfekt zum Designen und Problemlösen für alle Arten von SSI Prozessen verwendet werden. NOGRID points hilft, die Verformungen und Bewegungen zu verstehen, indem sie die Masse-, und Impulsübertragung einzelner und mehrerer Phasen visualisiert.

NOGRID points kann SSI Aufgaben auch zusammen mit FSI Aufgaben berechnen und ermöglicht darüber hinaus die Simulation jeder denkbaren Geometrie:

Berechnung ist in voll 3D und die kompletten Navier-Stokes-Gleichungen werden gelöst
Einfache und intuitive Bedienung sowohl beim Aufsetzen als auch bei der Auswertung der Ergebnisse
Frei definierbare Materialeigenschaften durch User Gleichungen oder Kurven
Beliebige Bauteilgeometrien
Offene und geschlossene Kammern einschließlich der Bewegung von Bauteilen
FSI und SSI Aufgabenstellungen lassen sich beliebig kombinieren
Bewegte Wände oder Einlässe

Whitepaper Nogrid points Technology

Stärken der Nogrid Software

Unsere Stärke ist das schnelle Preprocessing, da unsere Software auf einer gitterfreien Methode basiert - es muss kein Netz für das Fluidvolumen in 3D oder für die Fluidfläche in 2D generiert werden. Dies führt zu einer besonders kurzen Modellierungszeit (auch für komplizierte Modelle), so dass Sie im Vergleich zu gitterbasierten CFD-Softwareprodukten viel Zeit sparen können. Die gitterfreie Methode ist stark bei der Berechnung von bewegten Teilen oder bei der Berechnung von komplexen freien Oberflächen.
Wie Sie im Bild unten sehen können, benötigt man für die Ränder der Geometrie nach wie vor ein Netz, damit die inneren finiten Punkte den Rand detektieren können. Die Ränder müssen also vernetzt werden und die finiten Punkte im Inneren werden während der Simulation automatisch generiert.

Einfache und schnelle Modellierung: Geometrie erzeugen und Ränder vernetzen, Fall aufsetzen und Simulation starten

Was kann die NOGRID Strömungssimulationssoftware für Sie tun?

Verlässliche industrielle Prozesse sprechen für sich und sind verantwortlich für den Erfolg eines Unternehmens. Für viele Prozesse spielt das Strömungsverhalten des Fluids eine wichtige Rolle für den Erfolg. Da industrielle Designs oft sehr komplex sind, gibt es verschiedene Faktoren, die in Fluidströmungs-Anwendungen wichtig sein können. Durch eine CFD-Simulation mit einer professionellen Software können Sie Ihre Prozessleistung simulieren und relevante Parameter berücksichtigen: Die Anwendung von NOGRIDs numerischer Strömungssimulationssoftware ermöglicht es Ihnen, die Fluidströmung, den Wärme- und Massenübergang sowie eventuell stattfindende chemische Reaktionen vorherzusagen, zu analysieren und zu kontrollieren und gibt Ihnen die Möglichkeit, Ihre Prozessleistung zu optimieren. Dadurch erhalten Sie eine Basis für bessere Design-Entscheidungen.
Die Strömungssimulationssoftware von NOGRID ist ein gitterfreies Tool mit erstaunlicher Flexibilität, Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Robustheit. Die Software liefert qualitativ hochwertige Ergebnisse für ein weites Feld von Fluidströmungs-Anwendungen.

Warum sollten Sie sich für NOGRID Strömungssimulationssoftware entscheiden?

Zusätzlich zum Testen und Experimentieren hilft die NOGRID Strömungssimulationssoftware, die Bewertung Ihres Designs zu verbessern und den Erfolg Ihres industriellen Prozesses zu steigern. Zu lernen, wie sich die Fluidströmung verhalten wird und wie sicher industrielle Prozesse oder Prozessschritte funktionieren, lässt Ihr Wissen von Simulation zu Simulation wachsen. Sie bekommen ein besseres Verständnis für Ihre Prozesse, was wiederum zu enormen Einsparungen von Herstellungskosten und - zeit und gleichzeitig zu einem Endprodukt von hoher Qualität führt. Durch Simulation erhalten Sie bessere Konstruktions- und Betriebsparameter, steigende Planungssicherheit und Sie sparen Zeit und Geld dadurch, dass Sie Ihr Produkt schneller auf den Markt bringen können.

Training

In unserem zwei-Tage Trainingskurs werden Sie lernen, wie man die NOGRID CFD/CAE Software effizient einsetzt. Unser technischer Support hat Erfahrungen in vielen Disziplinen und kann Ihnen zeigen, wie man schwierige Fälle bewertet, behandelt und löst.

Für mehr Details bitte hier weiterlesen: Trainingskurse →

Technischer Support

Wir bieten den kompletten technischen Software Support an. Von der ersten Minute an, ab der Sie die Software nutzen, können Sie uns über Telefon oder E-Mail erreichen. Schreiben Sie uns, wir sind Ihnen gerne behilflich.

Für mehr Details bitte hier weiterlesen: Software Support →

Service

Oft sind Zeit und Ressourcen knapp bemessen, so dass die Vergabe von Simulationsaufgaben eine attraktive Möglichkeit sein kann, um schnell und kostengünstig anstehende Aufgaben zu bearbeiten. Basierend auf unserem Know-how können wir eine Fülle von Serviceleistungen auf dem Gebiet der Simulation von Strömungen anbieten.
Wir modellieren und entwickeln für Sie. Sie brauchen hierfür keine NOGRID-Software Lizenz zu kaufen. Wir bieten Ihnen einen individuellen Berechnungsservice für Ihre Verfahren und Prozesse an, der genau auf Ihre Wünsche zugeschnitten ist.

Für mehr Details bitte hier weiterlesen: Simulation Services →