CFD

Anwendungsbeispiel: Fluid-Struktur-Interaktion (FSI)

In technischen Anwendungen werden immer mehr Bauteile unter gleichzeitiger Berücksichtigung der strömungstechnischen und strukturmechanischen Aspekte ausgelegt. Das Vernachlässigen von Wechselwirkungen wie z.B. das Schwingen, kann fatale Folgen wie z.B. das Komplettversagen des Systems zur Folge haben. Ein Beispiel dafür ist der Einsturz der Tacoma Narrows-Hängebrücke im Jahr 1940.

Mit einer numerischen Simulation kann das reale Verhalten eines Bauteils oder einer Strömung modellhaft wiedergegeben werden. Geeignete numerische Verfahren zur Strömungs- und Strukturberechnung sind die Finite-Volumen-Methode (FVM) oder die Finite-Elemente-Methode (FEM). Beiden Verfahren beruhen auf der Lösung partieller Differentialgleichungen.

Das folgende Movie zeigt die Wechselwirkung einer durchströmten Leitung mit deren Material. In jedem Zeitschritt ist das angeregte Schwingen der Leitung zu erkennen.

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