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Hallo Zusammen,

ich hätte mal eine Frage bezüglich 2D Simulationen, ich wollte zur Rechenzeitminimierung einen 3D Raum als 2D Streifen simulieren. Nun ergaben die 2D Simulationen jedoch deutliche Unterschiede im Bezug auf die Ergebnisse.

Ich wollte bspw. eine Saugung simulieren, die durch eine Art Seiten-/Störströmung beeinflusst wird. Nun wird der Einfluss die Strömung innerhalb der 2D Simulation sher klein bzw. ich muss die Strömungsgeschwindigkeit um das 4-fache vergrößern um den gleichen Effekt zu erlangen. 

Hat jemand Erfahrungen oder Anregungen zu diesem Thema?

Dank und Grüße

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Hallo,

ich kann dir bezüglich der Strömungsfälle in 2D folgende Erfahrung mitgeben.

Im Studium haben wir eine Durchflussblende untersucht. Da ich bereits länger in der CFD tätig war, habe ich das Rohr als ein viertel Stück betrachtet (Symmetrie). Das allerdings in ANSYS-CFX, ansonsten hätte ich mit wedges in OF gearbeitet. Es galt in dieser Arbeit zu untersuchen, wie sich die Druckdifferenz bezogen auf die Re-Zahl verhält. Der größte Teil der Studenten betrachtete die Simulation als 2D-Case.

Das Resultat:
Die 2D Fälle waren meilen weit vom korrekten Ergebnis durch die empirische Gleichung entfernt. Ist ja auch klar, da es ein rotationssymmetrischer Körper ist, ist es nicht möglich die Annahme mit "Symmetrieplanes" zu behaften.

Meine Ergebnisse waren sehr exakt im Vergleich zur Empirie.

Eine genauere Betrachtung ergab allerdings, dass die 2D Simulationsfälle schon richtig sind. Die Bernoulli-Gleichung etc. ergab richtige Ergebnisse, allerdings war eben das Netz und die Vereinfachung "als Plane" nicht korrekt. Das Problem der meisten bestand darin, dass sie sich den Strömungsraum nicht bewusst geworden sind.

Beispiel:

In OF ist es möglich ein Rohr wie folgt zu simulieren:

3D - Komplett
3D - 1/4 mit Symmetrieflächen
2D - 5° Ausschnitt mit wedges

Was nicht möglich ist,

2D - Ausschnitt mit Symmetrieflächen, da hier eigentlich ein Rechteck simuliert wird bzw. eine eckige Geometrie.

Das war auch der große Fehler bei ANSYS und meinen Kommilitionen.

Hoffe das es dir etwas hilft.

Grüße Tobi

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Danke für die Antwort,

hilft natürlich. Hatte aber ein anderes Problem habe es gerade nach einigen Überlegungen entschlüsselt, es war einfach ein Fehler von mir der sich an deine Beschreibung anlehnt. Ich habe mir nicht ausreichend Gedanken über das Problem gemacht.

Da ich im 3D Fall einen nach allen Seiten offenen Raum simuliert habe, habe ich durch die 2D Anwendung zwei in- bzw. outlet entfernt. Diese wurden im Bezug auf die Massenbilanz durch die anderen Seiten kompensiert, so dass ich natürlich eine Steigerung der Strömungsgeschwindigkeiten an den übrig gebliebenen Seiten hatte.

Jetzt habe ich mich gefragt ob mir eventuell eine Dimensionsanalyse zur Anpassung der Bedingungen weiterhelfen könnte.

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