Kompetenzzentren

KSTS

Kompetenzzentrum Strömungssimulation

Im globalen Wettbewerb nimmt der Innovations-, Zeit- und Kostendruck auf Unternehmen stetig zu. Die Strömungssimulation kann im Entwicklungs- und Optimierungsprozess von Produkten wichtige Impulse setzen und einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil bedeuten. So kommt es durch die Verringerung von aufwändigen Messungen und der Anzahl der Prototypen zu einer Zeit- und Kostenersparnis bei der Produktentwicklung ebenso wie bei der Prozessoptimierung.

Das Kompetenzzentrum Strömungssimulation unterstützt Unternehmen bei der innovativen Produktentwicklung und Optimierung durch computergestützte Analyse von Strömungs- und Wärmetransport und hilft beim Ausbau der Forschungs- und Innovationskompetenz.

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Das KSTS im Überblick

Forschungsprojekte

Numerische Bestimmung des Widerstandsbeiwerts für LED-Fluter

Numerische Bestimmung des Widerstandsbeiwerts für LED-Fluter

Laufzeit

Juli 2018 bis September 2018

Förderer

Industrielles Kooperationsprojekt mit DOTLUX

Projektbeschreibung

Nach geltender Norm müssen Maste, auf denen die Fluter installiert sind, statisch ausgelegt werden. Für die Auslegung nach Norm ist der Widerstandsbeiwert der Fluter notwendig.

Die Bestimmung des Widerstandsbeiwerts erfolgte numerisch mittels einer Strömungssimulation und wurde für das komplette LED-Fluter Produktportfolio der Firma DOTLUX durchgeführt.

Numerische Untersuchung und Optimierung von Diffusor-Geometrien hinsichtlich Performance

Numerische Untersuchung und Optimierung von Diffusor-Geometrien hinsichtlich Performance

Laufzeit	Juli 2017 bis April 2018
Förderer	Industrielles Kooperationsprojekt mit Diehl Metering
Projektbeschreibung	Zielsetzung des Projektes war die strömungstechnische Optimierung eines Diffusors hinsichtlich des Druckverlustes und der Strömungsform im Diffusor durch Wandkonturierung. Daraus resultiert eine Auslegungsvorschrift für Diffusoren.

Validierung verschiedener CFD-Tools zur Berechnung von Einlauf-Strömungsprofilen

Validierung verschiedener CFD-Tools zur Berechnung von Einlauf-Strömungsprofilen

Laufzeit	Oktober 2016 bis März 2017
Förderer	Industrielles Kooperationsprojekt mit Diehl Metering
Projektbeschreibung	Die Zielsetzung des Projektes war der Vergleich der Fluiddynamik-Solver Star-CCM+ (Finite-Volumen-Methode) und COMSOL- Multiphysics (Finite-Elemente-Methode) in Bezug auf die benötigte Rechendauer, um eine definierte Genauigkeit bei der Erzeugung von Strömungseinlaufprofilen zu erreichen. Die Abbildung zeigt die Sekundärströmung stromab eines Wirbelerzeugers für beide Solver.

EnAqua: Nutzung des energetischen Potenzials schwimmender Bauten

EnAqua: Nutzung des energetischen Potenzials schwimmender Bauten

Laufzeit	Januar 2011 bis Dezember 2014
Förderer	Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Projektbeschreibung	Durch den Klimawandel, verbunden mit dem Anstieg der Meeresspiegel, dem Verlust an Infrastruktur sowie dem Zuwachs der Weltbevölkerung steigt die Nachfrage für schwimmende Architektur. Dies stellt neue technische Herausforderungen dar: Im Rahmen des Projektes wurden die Möglichkeiten zur energetischen Nutzung des umgebenden Wassers untersucht. Das Projekt wurde von der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg geleitet.

Bionisch strukturierte Rohrleitungssysteme

Bionisch strukturierte Rohrleitungssysteme

Laufzeit	Januar 2010 bis Dezember 2013
Förderer	Industrielles Kooperationsprojekt mit dem Institut für Angewandte Bauforschung Weimar
Projektbeschreibung	Das Projekt beschäftigte sich mit der Analyse der Druckverluste und Wärmetransporte durch bionisch strukturierte Rohrleitungssysteme.

Kompetenzen

Das Kompetenzzentrum Strömungssimulation ist auf die Berechnung und Auslegung von Strömungs- und Wärmetransportprozessen spezialisiert. Dabei können Strömungen unterschiedlicher Art simuliert werden:

Innenströmungen in Rohren und Armaturen
Instationäre Strömungen in Pumpen oder Turbinen
Partikelströmungen wie Schüttgut
Mehrphasenströmungen
Konvektion in Rohren und Wärmetauschern
Instationäre Wärmeausgleichsprozesse
Diffusionsprozesse

Leistungsspektrum

Das Kompetenzzentrum Strömungssimulation unterstützt Partner aus der Wirtschaft im Bereich der angewandten Forschung und Entwicklung:

Durchführung gemeinsamer FuE-Projekte (z.B. ZIM)
Auftragsforschung
Recherche und Hilfestellung zu Förderprogrammen

Darüber hinaus bietet das Kompetenzzentrum Strömungssimulation verschiedene Dienstleistungen rund um das Thema Simulation in der Produkt- und Prozessoptimierung an, zu dessen professioneller Abwicklung das Anwendungszentrum BayTech AnStröm dient:

Engineering
Beratung
Seminare

Ausstattung

Zur Validierung der Simulationen stehen modernste messtechnische Methoden zur Verfügung. Das Kompetenzzentrum Strömungssimulation verfügt über qualifiziertes wissenschaftliches Personal sowie über die Labors mit Hochleistungsrechnern und einer hochwertigen Softwareausstattung:

High Performance Computing
Simulation/Datenverarbeitung
Strömungsmesstechnik (Technische Diagnostik)

Durch die Nähe zu dem Studiengang Energie- und Umweltsystemtechnik sowie Wirtschaftsingenieurwesen werden in diesem Rahmen zusätzlich studentische Projekte sowie Bachelor- und Masterarbeiten betreut.

Zur Strömungssimulation wird die CFD-Software Star CCM+ der Firma Siemens, zur Simulation komplexer Systeme und Prozesse die Software MATLAB, Simulink und Stateflow der Firma MathWorks verwendet.

Partner in angewandter Forschung und Entwicklung

Das Kompetenzzentrum Strömungssimulation unterstützt Partner in angewandter Forschung und Entwicklung

Technische Universität Chemnitz: Professur Strömungsmechanik
Institut für leistungselektronische Systeme (ELSYS) - Georg-Simon-Ohm-Hochschule Nürnberg
Institut für Energie und Gebäude (ieg) - Georg-Simon-Ohm-Hochschule Nürnberg
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
Brandenburgische Technische Universität Cottbus - Senftenberg
IAB - Institut für Angewandte Bauforschung Weimar gGmbH
u.a.

Industrielle Kooperationspartner

Ausgewählte Industrieprojekte

Analyse des Strömungsabrisses in Diffusor, im Ein- bzw. Auslauf von Durchflussmessapparaten
Untersuchung der Strömung und Schallentwicklung im Rauchgasweg eines Großkraftwerks
Analyse des Strömungsverhaltens während des Öffnungsvorganges einer Absperrarmatur
Bestimmung von Druckverlusten und Schallentwicklung in Schalldämpfern einer Industrieabgasanlage
Strömungstechnische Untersuchung einer Pumpe in einem gekoppelten Heizkreislauf
Simulation einer kleinen Durchströmturbine

Industrielle Kooperationspartner
Das Kompetenzzentrum Strömungssimulation unterstützt Partner aus der Wirtschaft: