Numerische Simulationssoftware setzt neue Maßstäbe

Um finite Elemente oder Volumen berechnen zu können, benötigen Softwarepakete für die numerische Simulation eine Vernetzung zur Unterstützung der Domain-Geometrien, ihrer internen Punkte und der Lösungspunktvariablen. Als Reaktion auf diese Anforderung wurde ein einzigartiges kommerzielles Softwarepaket zur Netzerzeugung entwickelt, das die komplexen Geometrien von Prozessen der elektrolytischen Abscheidung verarbeiten kann.

Es gibt zwar auch andere Softwarepakete für die numerische Simulation, die solche Berechnungen durchführen, aber diese Anwendung hat sich in ihrem spezifischen Bereich als führend erwiesen. Die Softwareanwendung kann kurz gesagt Verfahren in der Reihenfolge von 3 bis 4 Größenordnungen ausführen, die kleiner als der tangentiale Abstand zu den Zellwänden sind.

Die Anwendung selbst ist ein Ansatz zur hybriden Erzeugung und erlaubt die Kombination der strukturierten Netzgeneratoren, die gedehnte anisotrope Schichten von Elementen in der Nähe der Begrenzung erzeugen. Diese Netze sind von besonderer Bedeutung, denn sie berechnen die Massen- und Wärmeübertragung mit elektrochemisch reagierenden Flow Servern.

Die Anwendung nutzt eine hierarchische Struktur mit drei Stufen, wobei in der ersten Stufe die Grenzgitter konstruiert werden, die die Grenzflächen bilden. Im zweiten Schritt werden die Flächengitter generiert. Diese beginnen bei den abgrenzenden Flächengittern. Schließlich werden im dritten Schritt die Volumengitter erzeugt.

Die Anwendung kann mit CAD-Systemen gekoppelt werden und die Geometrie und Topologie der Konfiguration kann direkt von den CAD-Systemergebnissen abgeleitet werden. Außerdem wurde eine innovative Methode entwickelt, die dem Nutzer die Eingabe einiger weniger Parameter erlaubt, während zur gleichen Zeit die Anwendung qualitativ hochwertige Oberflächennetze erzeugen kann.

Neben den möglichen Anwendungsbereichen in der elektrochemischen Industrie ergeben sich weitere Nutzungsmöglichkeiten in der Raumfahrtindustrie. Hier können Berechnungen des Luftwiderstandes durchgeführt werden, der auf Flugzeugrümpfen und Tragflächenoberflächen wirkt. Das belgische Forschungsinstitut und ElSyCa werden in diesem Zusammenhang weitere Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Aerodynamik wie zum Beispiel die Simulation von zähen Strömungen bei einer hohen Reynoldschen Zahl, einschließlich den Turbomaschinenströmungen, untersuchen.