ANSYS GERMANY TRAININGSTHEMEN

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1 Realize Your Product Promise ANSYS GERMANY TRAININGSTHEMEN 1

2 Egal ob Sie gerade in die Simulation einsteigen, sich in eine neue Thematik einarbeiten oder Ihren Design- und Optimierungsprozess effektiv gestalten wollen, unser Trainingsangebot hilft Ihnen, die ANSYS-Software effektiv und erfolgreich einzusetzen. Passgenaue Schulungen, professionelle Trainingsmaterialien und kompetente Kursleiter stellen sicher, dass Sie sich in das jeweilige Thema einarbeiten können. Für Einsteiger bieten wir Basiskurse an, die einen umfassenden Einblick in die Software ermöglichen. Dem erfahrenen Anwender erschließen die Aufbaukurse die volle Leistung der ANSYS-Software in anspruchsvollen Anwendungsbereichen. Angeleitet von unseren Fachtrainern erwerben Sie Expertise für Ihre Anwendungen. Für Ihren ganz speziellen Trainingsbedarf bieten wir zudem maßgeschneiderte individuelle Schulungen, auch bei Ihnen vor Ort. Sprechen Sie mit uns, wir informieren Sie gerne! Aktuelle Informationen zu unseren Kursterminen finden Sie auf dem beiliegenden Einlegeblatt und auf: Germany Training Center Für weitere Informationen Telefon:

3 INHALTSVERZEICHNIS INHALTSVERZEICHNIS INHALTSVERZEICHNIS Trainingsqualität... 6 ANSYS Individualtrainings... 7 ANSYS Consulting Services... 8 STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS SPACECLAIM & ANSYS MESHING Geometrie & Vernetzung ANSYS CFX oder ANSYS FLUENT Löser & Postprozessing ANSYS SPACECLAIM DIRECT MODELER ANSYS FLUENT MESHING Effizientes Vernetzen mit Fluent Meshing ANSYS ICEM CFD TETRA Effizientes Vernetzen mit ICEM CFD Tetra ANSYS ICEM CFD HEXA Effizientes Vernetzen mit ICEM CFD Hexa ANSYS POLYFLOW Hochviskose und viskoelastische Medien ANSYS FLUENT Aeroakustik Starrkörperbewegung und Deformation Wärmeübertragung und Strahlung Reaktionschemie und Verbrennung ANSYS CFX Verbrennung und Strahlung Bewegte Gitter und dynamische Neuvernetzung ANSYS FLUENT Mehrphasenmodelle Diskrete Mehrphasenmodelle ANSYS CFX Mehrphasenmodelle und partikelbeladene Strömungen ANSYS CFX TURBO SYSTEM Turbolader Lüfter Pumpen ANSYS FLUENT Externe Aerodynamik PEM Brennstoffzellenmodul ANSYS CFD Verbrennungsmotor ELEKTROMAGNETIK ANSYS MAXWELL Maxwell 2D / Maxwell 3D ANSYS SIMPLORER Schaltungs- und Systemsimulation ANSYS RMXPERT & ANSYS MAXWELL Entwicklung elektrischer Maschinen ANSYS SIMPLORER Simplorer C-Interface Elektrische Antriebstechnik und Leistungselektronik ANSYS HFSS HFFS ANSYS SIWAVE SIwave ANSYS HFSS mit ANSYS SI OPTION Signalintegrität von Hochgeschwindigkeitsschnittstellen ANSYS HFSS mit ANSYS RF OPTION Antennen- und RF-Design ANSYS ICEPAK Kühlung elektronischer Geräte ANSYS HFSS Steckverbinder ANSYS FLUENT Geometrieoptimierung mit der Adjoint-Methode UDF-Programmierung ANSYS CFX User Fortran in ANSYS CFX ANSYS WORKBENCH Automatisierung und individuelle Anpassung WORKBENCH, ANSYS CFX oder ANSYS FLUENT Fluid-Struktur-Interaktion ANSYS DESIGNXPLORER Robust Design und Optimierung ANSYS CFX Blade Flutter & Forced Response STRUKTURMECHANIK ANSYS AUTODYN Einführung in die explizite Strukturmechanik ANSYS AQWA Hydrodynamik bewegter Mehrkörpersysteme ANSYS CADFEM Kompetenzzentrum Strukturmechanik ANSYS MECHANICAL Strukturmechanische Simulation CAE-MASTERSTUDIUM ANSYS Niederlassungen in Deutschland Anreise mit der Bahn ab 99 zu ANSYS Verstaltungen Notizen

4 TRAININGSQUALITÄT INDIVIDUALTRAININGS TRAININGSQUALITÄT Die Trainings und Seminare werden von erfahrenen und gut ausgebildeten Trainern unseres ANSYS Customer Excellence Teams vorbereitet und durchgeführt. Das zu Grunde liegende Trainingskonzept und die Inhalte werden regelmäßig an aktuelle Neuentwicklungen in der Software und Simulationstrends angepasst und ergänzt. Mit Hilfe unseres Trainingsangebots können Sie schnell, effizient und erfolgreich mit unseren Produkten arbeiten, um diese zielführend für die Entwicklungsprozesse in Ihrem Unternehmen einzusetzen. Auf Basis der Rückmeldungen unserer Kunden optimieren wir unser Trainingskonzept stets weiter. Ihr Feedback ist daher sehr wichtig für uns. Die Zahlen sprechen für sich. Die Graphik zeigt die Bewertung unserer Trainings bezüglich unterschiedlicher Kriterien aus Kundensicht. 5 Feedback von unseren Trainingsteilnehmern ANSYS INDIVIDUALTRAININGS Egal ob Einsteiger oder erfahrener Anwender: Mit unseren ANSYS Individualtrainings ermöglichen wir Ihnen einen schnellen Einstieg in die Simulationen mit unseren Produkten sowie in neue Themen- und Aufgabengebiete. INDIVIDUELL Bei unseren Individualtrainings wird das Wort INDIVIDUALITÄT tatsächlich groß geschrieben. Dies betrifft Dauer, Termin und Ort der Seminare und selbstverständlich die behandelten Inhalte. INTENSIV Individualtrainings bieten Ihnen die Möglichkeit eines intensiven Dialogs mit unseren Trainern. Dieser beginnt bereits in der Vorbereitung, bei der gemeinsamen Definition der Ziele und der damit verbundenen Trainingsinhalte. ZIELGERICHTET Bei der Durchführung des Trainings kann auf einzelne Inhalte sehr gezielt eingegangen und Fragestellungen ausgiebig diskutiert werden. Fragen die im Nachlauf des Trainings auftauchen, können zielgerichtet und schnell beantwortet werden. SPEZIFISCH Individualtrainings bieten die Möglichkeit spezielle Themen und Modelle anwendungsspezifisch zu erarbeiten. Hierbei kommen präferiert von Ihnen zur Verfügung gestellte Geometriemodelle zum Einsatz. Diese Vorgehensweise ermöglicht Ihnen eine ideale Vorbereitung. Bewertung (1=schlecht, 5=sehr gut) Ihre Vorteile: Schnelle und intensive Einarbeitung in neue Themengebiete Spezifische Gestaltung der Trainingsinhalte Erarbeitung maßgeschneiderter Lösungen und Workflows für Ihre Anwendung Individualtrainings richten sich sowohl an Einsteiger als auch an erfahrene Anwender, die in neue Themengebiete vorstoßen und diese mit ANSYS Softwarelösungen erschließen wollen. Telefon: training-germany@ansys.com Gesamt Organisation Trainings- Relevanz Praktische Technische Trainingsmaterial Anwendungen kompetenz fähigkeiten 6 7

5 CONSULTING SERVICES CONSULTING SERVICES ANSYS CONSULTING SERVICES Termindruck, Ressourcenverfügbarkeit oder die Komplexität Ihrer aktuellen Fragestellung erlauben es Ihnen möglicherweise nicht, sich die notwendigen Kenntnisse im Rahmen eines Trainings anzueignen und Ihre Simulationsprojekte intern zu bearbeiten. In diesem Fall bietet Ihnen ANSYS die Möglichkeit der Unterstützung durch unser Consulting Team. Unsere Consulting-Ingenieure verfügen über langjährige Erfahrungen in den unterschiedlichsten Industriebereichen und Anwendungen. Durch die enge ANSYS-weite Zusammenarbeit zwischen Consulting, Support und Produktentwicklung lassen sich unter Einbeziehung weltweiter technischer Experten auch hochkomplexe Fragestellungen erfolgreich bearbeiten. Zur Bearbeitung großer Simulationsaufgaben stehen bei ANSYS entsprechende HPC-Cluster zur Verfügung, sodass eine effiziente und zeitnahe Lösung Ihrer Fragestellung gewährleistet ist. ANSYS Consulting Services bietet Ihnen für das gesamte ANSYS Produktportfolio: Vollständiges Projekt-Outsourcing oder Bearbeitung von ausgewählten Teilaufgaben Geometrieerstellung, Gittergenerierung, Simulation, Auswertung, Dokumentation Jump-Start, Technologie Transfer, Prototypen-Projekte Übergabe aller Projektdaten Bei Bedarf Kombination mit projektspezifischer Schulung Erweiterung der Standard -Funktionalitäten der ANSYS Software ANSYS Customization Toolkit (ACT) User Defined Functions User Fortran Entwicklung & Implementierung neuer Modelle Integration Ihrer hausinternen oder externen Werkzeuge in den ANSYS Workflow Virtual Prototyping Einbeziehung der vollständigen Produktumgebung Methodenentwicklung Work-Flows, Simulations-Prozesse Automatisierung Einbindung in vorhandene Prozesse Templates, Macros, Scripte Sensitivitätsanalysen, Robust Design Optimierung Best Practices Simulations-Workflow Rotor-Platzen FSI-Simulation eines wassergekühlten Zylinderkopfs Automatischer Loch-Generator für Brennkammer-Simulationen (UDF) 8 9

6 STRÖMUNGSMECHANIK STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS SPACECLAIM & ANSYS MESHING Geometrie & Vernetzung Die Grundlagen der Geometriehandhabung und Vernetzung werden in diesem 2-tägigen Kurs vermittelt. Eingesetzte Programme sind ANSYS SpaceClaim, ANSYS Meshing und ANSYS Workbench. ANSYS CFX oder ANSYS FLUENT Löser & Postprozessing Dieser CFD-Basiskurs vermittelt die Grundlagen und Anwendungsbereiche der CFD-Löser und der Auswertung von Ergebnissen. Simulationsprozesse beherrschen: ANSYS Workbench Workbench ist die einzigartige Simulationsumgebung von ANSYS, mit der Sie alle Arbeitsschritte, Daten und Simulationsdisziplinen (CFD, CSM, Optimierung etc.) darstellen, steuern und verwalten können. Workbench verknüpft Programmwerkzeuge und Datensätze von Simulationen zu grafisch anschaulichen, durchgängigen und flexibel optimierbaren Prozessen. Mit dem integrierten Parametermanager berechnen Sie z.b. Geometrie- und Randbedingungsvarianten vollständig automatisch. In den CFD-Basiskursen lernen Sie die funktionale Einbettung der verwendeten Programme in Workbench kennen. Ein- und Umsteiger in die Simulation mit ANSYS CFD SpaceClaim SpaceClaim ist die einfachste und schnellste Lösung, um Geometrien für die Simulation vorzubereiten. Der Basiskurs vermittelt, wie Sie mit SpaceClaim externe CAD-Modelle importieren,bereinigen und verändern oder vollständig neue Geometrien erstellen. Meshing Meshing ist das universelle Vernetzungswerkzeug in Workbench. Im Basistraining lernen Sie die gängigen Netztypen und Vernetzungsstrategien für Geometrien unterschiedlicher Komplexität kennen. Weitere Themen sind Netzqualität und Visualisierung. Löser ANSYS CFD sind die innovativen und weltweit führenden ANSYS Programmsysteme zur numerischen Strömungssimulation. Der Basiskurs erlaubt dem CFD-Einsteiger nach kurzer Einarbeitungszeit ANSYS CFD zur Lösung strömungsmechanischer Aufgaben einzusetzen. Das Training umfasst alle Arbeitsschritte und Modellannahmen, die für erfolgreiches Lösen strömungsmechanischer Aufgaben notwendig sind. Hierzu zählen das Aufsetzen der Strömungsfälle sowie die Auswahl physikalisch und numerisch sinnvoller Einstellungen. Begleitend fließen die strömungsmechanischen und numerischen Grundlagen ein. Zahlreiche Anwendungsbeispiele setzen die behandelte Thematik in die Praxis um. Ein- und Umsteiger in die Simulation mit ANSYS CFD Postprocessing CFD-Post ist die Software zur Aufbereitung und Darstellung der Berechnungsergebnisse aus ANSYS CFD. Der Basiskurs zeigt Ihnen, wie Sie Ihre CFD-Resultate eindimensional als Integralwerte bis vierdimensional als zeitabhängige Animationen aufbereiten und analysieren

7 STRÖMUNGSMECHANIK STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS SPACECLAIM SpaceClaim Direct Modeler SpaceClaim ist so einfach zu erlernen und anzuwenden, dass alle Ingenieure, nicht nur CAD- Spezialisten, jetzt 3D-Modelle erstellen, bearbeiten und austauschen können. Der mächtige Funktionsumfang ermöglicht durch flexible und interaktive Funktionen, ohne die Vielschichtigkeit eines historienbasierten Systems, Ingenieuren schneller als zuvor, neue Konzepte zu entwickeln. SpaceClaim ist als Geometrie Preprozessor in Workbench integriert. Der Basiskurs vermittelt, wie Sie mit SpaceClaim externe CAD-Modelle importieren, kombinieren, bereinigen und parametrisieren oder vollständig neue Geometrien erstellen können und somit der Vernetzung zur Verfügung stellen können. Dabei steht das Modellieren einer schnellen Lösung im Vordergrund, nicht das Bedienen eines komplexen Systems. CFD- und FEM-Anwender aller Industriebereiche, die die Vorteile der Direktmodellierung bei der Geometrieaufbereitung nutzen wollen, um den Gesamtsimulationsprozess noch effizienter zu gestalten. ANSYS FLUENT MESHING Effizientes Vernetzen mit Fluent Meshing Das ANSYS-Vernetzungswerkzeug Fluent Meshing ist in der Lage, sehr komplexe Geometrien bei hoher Netzqualität mit moderatem Aufwand zu vernetzen. Es stehen eine große Bandbreite von CAD-Schnittstellen, entsprechende Optionen für die Oberflächenvernetzung, hybride und CutCell-Volumenvernetzung und Werkzeuge für die jeweilige Veränderung und Optimierung des Netzes zur Verfügung. Das ANSYS Fluent Meshing Training findet über 2 Tage statt. An Tag 1 lernen Sie, wie Sie die Geometrie importieren und die erzeugte Oberflächenvernetzung reparieren bzw. verbessern können. Zudem lernen Sie, wie Sie die Gittergröße mit Hilfe von Size Functions festlegen und hybride Volumennetze erzeugen. Der Fokus von Tag 2 liegt auf dem Umgang und der Anwendung der Wrapping-Technologie zur Oberflächennetzerzeugung von Bauteilen und Baugruppen. Eine Einführung in das Erstellen von Skripten zum automatisierten Bearbeiten von Vernetzungsaufgaben runden die zwei Tage ab. Der Kurs richtet sich an CFD-Ingenieure aller Industriebereiche, die mit komplexen Geometrien arbeiten und den Vernetzungsprozess optimieren wollen. Kenntnisse in Fluent Meshing werden nicht vorausgesetzt. Grenzschichtnetz (Prismen) und HexCore für einen Flugzeugrumpf 12 13

8 STRÖMUNGSMECHANIK STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS ICEM CFD TETRA Effizientes Vernetzen mit ICEM CFD Tetra Die Erzeugung eines Rechengitters steht am Anfang der Prozesskette in jeder CFD-Berechnung. ICEM CFD Tetra ermöglicht die automatische und somit zeiteffiziente Generierung von unstrukturierten Rechennetzen. Nach einer kurzen Einführung in die Programmphilosophie und das Bedienkonzept von ANSYS ICEM CFD startet der Kurs mit dem Geometrieimport und Cleanup. Benutzern der ANSYS Meshing Platform (AMP) wird es möglich sein, ihre in AMP erstellten Berechnungsgitter und Geometrien in ANSYS ICEM CFD einzulesen und zu optimieren. Hierfür stehen Gitterglättungs-Algorithmen und weitere Editiermöglichkeiten des Gitters zur Verfügung. Das Eintagestraining behandelt die Erzeugung von unstrukturierten hybriden Tetraeder- und Prismengittern. Es umfasst den Geometrieimport und die Geometrieaufbereitung sowie die Gittergenerierung mit verschiedenen Vernetzungsmethoden. Außerdem werden Möglichkeiten zur Verbesserung der Gitterqualität und Grenzschichtauflösung und der Reparatur von Gittern erläutert. Der Kurs richtet sich an CFD-Ingenieure aller Industriebereiche, die mit komplexen Geometrien arbeiten und den Vernetzungsprozess optimieren wollen. Kenntnisse in ANSYS ICEM CFD Tetra werden nicht vorausgesetzt. ANSYS ICEM CFD HEXA Effizientes Vernetzen mit ICEM CFD Hexa Qualitativ hochwertige Netze bilden die Grundlage für aussagekräftige und verlässliche Simulationsergebnisse. ICEM CFD Hexa bietet die Möglichkeit, Hexaeder-Gitter mit optimaler Gitterqualität zu erzeugen. Die Netzeigenschaften können dabei interaktiv oder automatisch angepasst werden. Bei ANSYS ICEM CFD Hexa handelt es sich um einen Multiblock strukturierten Vernetzer. Er ermöglicht die Erzeugung von reinen Hexaeder-Gittern, wobei die Topologie des Gitters durch Blöcke definiert wird. Die lokale Netzstruktur und Feinheit sowie die Auflösung der Randschichten kann gezielt gesteuert werden. Für ähnliche Geometrien kann ein Blocking leicht angepasst und parametrisiert werden. Die mit ICEM CFD Hexa erstellten Gitter erzielen im Löser eine hohe Lösungsgenauigkeit und bessere Konvergenz. Das Training beginnt mit der Einführung in das Bedienkonzept von ICEM CFD, gefolgt von der Geometrieerstellung und der Vernetzungsstrategie von ICEM CFD Hexa. Der hierfür erforderliche manuelle oder automatische Aufbau einer Topologie ist Gegenstand der beiden Trainingstage. Der Kurs richtet sich an CFD-Ingenieure aller Industriebereiche, die mit komplexen Geometrien arbeiten und den Vernetzungsprozess optimieren wollen. Kenntnisse in ANSYS ICEM CFD Hexa werden nicht vorausgesetzt. Elementkonformes hybrides Gitter eines Klimakanals 14 15

9 STRÖMUNGSMECHANIK STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS POLYFLOW Hochviskose und viskoelastische Medien Die Entwicklung von Produkten aus Kunststoff, Kautschuk, Glas sowie von Lebensmitteln stellt aufgrund der komplexen Materialeigenschaften eine Herausforderung dar. Experimentelle Untersuchungen sind kostspielig und zeitaufwendig, insbesondere wenn viskoelastische Materialeigenschaften vorliegen. Numerische Verfahren sind daher eine interessante Möglichkeit, Produktionsprozesse wirtschaftlich und zügig zu untersuchen. Die Simulation liefert wertvolle Informationen über alle Prozessparameter wie Temperatur, Druck, Spannungen, Geschwindigkeiten, Scherrate und deren Gradienten. Effekte wie Wandgleiten und Materialschädigung können vorhergesagt und damit Verbesserungen gezielt erarbeitet werden. Die Integration innerhalb der ANSYS Workbench und die Möglichkeit zur Anbindung eigener CAD- Systeme erlauben die schnelle Modifikation des Entwurfs und den Vergleich von Varianten. Auch die mechanische Beanspruchung der Werkzeuge, thermische Schwindung und Verzug können durch eine gekoppelte Festigkeitsanalyse der Bauteile untersucht werden. Automatisierte Optimierung vervollständigt die Möglichkeiten zur innovativen Produktentwicklung. Einsatzbereiche für hochviskose und viskoelastische Medien Wandgleiten, Verweilzeit, Materialbeanspruchung sowie Optimierung Materialwerte aus Messdaten und Materialmodellierung Auswertung der Simulationen Ausschöpfung von Verbesserungspotentialen Ingenieure und Konstrukteure im Bereich Kunststoff-, Kautschuk-, Lebenssmittel- und Glasverarbeitung. ANSYS FLUENT Aeroakustik Die Untersuchung der akustischen Eigenschaften von Strömungsfeldern rückt immer mehr ins Blickfeld zahlreicher Industriezweige. Strengere Anforderungen an den Lärmschutz und der Anspruch, durch effiziente Geräuschreduzierung einen höheren Komfort zu erreichen, erfordern zusätzliche Ingenieurleistung; nicht zuletzt im Bereich CAE. ANSYS CFD bietet eine Reihe von Ansätzen, um akustische Phänomene zu erfassen und auszuwerten. Zur Einleitung des Kurses werden die Grundlagen der Akustik kompakt vermittelt. Dies ermöglicht es auch Einsteigern in den Bereich aeroakustischer Simulationen einen schnellen Überblick über die entsprechenden Phänomene zu erhalten. Die unterschiedlichen Ansätze, die zur numerischen Simulation akustischer Phänomene in ANSYS CFD zur Verfügung stehen, werden vorgestellt und entsprechend ihrer Anwendbarkeit auf reale akustische Phänomene klassifiziert. Die folgenden Simulationsansätze werden im Detail betrachtet: Direkte Aeroakustik-Simulation (CAA) Akustikanalogie nach Ffowcs-Williams & Hawkings (FWH) Stationäre Ansätze mit Hilfe von Turbulenzkorrelationen Kopplung mit 3rd-party Akustikcodes Neben der Vorstellung der Modellierungsansätze und Diskussion ihrer Eigenschaften und Anwendungsgebiete liegt ein weiteres Augenmerk auf der Turbulenzmodellierung für Akustik-Simulationen. Skalenauflösende Turbulenzmodelle werden vorgestellt und hinsichtlich ihrer Anwendungsmöglichkeiten in der Aeroakustik-Simulation diskutiert und bewertet. Anhand generischer und realer Beispiele werden Anwendungsbereiche und Auswerteverfahren vorgestellt. Abgerundet wird der Kurs durch anschauliche Übungen. CFD-Ingenieure mit erster Erfahrung in der Benutzung von ANSYS CFD, die neue Aufgabenstellungen im Bereich der Akustik-Simulation angehen wollen. Inverses Design Extrusionsthermoform-Prozess 16 17

10 STRÖMUNGSMECHANIK STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS FLUENT Starrkörperbewegung und Deformation In vielen Anwendungsbereichen bewegen oder deformieren sich Bauteile oder ganze Körper, häufig relativ zueinander, in mehr oder weniger komplexen Bewegungsmustern. Sich bewegende Körper haben häufig einen großen Einfluss auf die sie umgebende Strömung und müssen bei Strömungsberechnungen berücksichtigt werden wie z. B. das Öffnen und Schließen eines Ventils oder der Überholvorgang bei einem PKW. Auf der anderen Seite beeinflusst die Umströmung oft die Position und die Lage eines Körpers, sei es z.b. im freien Fall oder ein Schiff auf einer Wasseroberfläche. ANSYS Fluent bietet die Möglichkeit, jegliche Bewegung abzubilden und über verschiedene Ansätze die Rechengitter automatisiert anzupassen. Der Kurs liefert einen Überblick über die Funktionalität der dynamischen Netze in ANSYS Fluent. Dafür werden zunächst die zugrundeliegenden Bewegungs- und Verformungsmöglichkeiten vorgestellt und mit Hilfe von anschaulichen Beispielen erläutert. Diese werden ergänzt durch die ausführliche Diskussion möglicher Randbedingungen und Löserparameter zur Beeinflussung der Gitterbewegung und -verformung. In einem weiteren Abschnitt wird die Möglichkeit aufgezeigt, Bewegungen mit Hilfe von UDFs oder Profilen zu definieren. Dabei wird unterschieden, ob die Bewegung einer mathematischen Beschreibung folgt oder ob Strömungsgrößen aus der Simulation die Bewegung beeinflussen. Die Funktionalitäten werden anhand betreuter Tutorien veranschaulicht, um so einen Eindruck über die Vielseitigkeit der möglichen Anwendungen zu vermitteln. CFD-Ingenieure mit erster Erfahrung in der Benutzung von ANSYS Fluent, die Vorgänge mit sich bewegenden Geometrien analysieren möchten. ANSYS FLUENT Wärmeübertragung und Strahlung Viele technische Prozesse laufen unter Abgabe- oder Aufnahme von Wärme ab. Hierbei spielen Übertragungsmechanismen wie Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung eine wichtige Rolle. ANSYS Fluent kann diese Übertragungsmechanismen abbilden und bietet, insbesondere auf dem Gebiet der Strahlung, verschiedene Modelle an. Der Kurs bietet einen Überblick über die Transportmechanismen für Wärme, welche mit ANSYS Fluent simuliert werden können. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf den Bereichen Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung und deren Anwendung in ANSYS Fluent. Der Kurs bietet neben den Grundlagen auch viele Tipps für die Analyse von Wärmetransportphänomenen. Zusätzlich werden Modelle vorgestellt, mit denen physikalisch und geometrisch komplexe Aufgaben vereinfacht gelöst werden können. Im Einzelnen werden behandelt: Wärmeleitung Erzwungene und freie Konvektion Strahlung, inkl. der Modellierung solarer Einstrahlung Wärmetauscher-Modellierung Wärmeübertragung in porösen Medien CFD-Ingenieure, die an der Simulation von Wärmetransport interessiert sind. Der Kurs richtet sich dabei sowohl an Anwender, die erste Erfahrungen mit ANSYS Fluent haben, als auch an Ingenieure mit langjähriger Simulationserfahrung, die auf dem Gebiet der numerischen Wärmeübertragung ihr Wissen vertiefen möchten. Kolben- und Ventilbewegung in einem Verbrennungsmotor Atrium Autoscheinwerfer 18 19

11 STRÖMUNGSMECHANIK STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS FLUENT Reaktionschemie und Verbrennung In ANSYS Fluent gibt es zahlreiche Modelle für die Simulation von Reaktionen, auch unter Berücksichtigung detaillierter Chemie, so dass heute neben Verbrennung auch vermehrt Reaktionschemie untersucht wird. Ziel des Kurses ist die Vermittlung des notwendigen Hintergrundwissens, das dem Ingenieur die richtige Auswahl der Modelle ermöglicht. Ausgehend von einer Klassifizierung von Oxidationsprozessen werden Modellierungsstrategien für die Reaktion gasförmiger, flüssiger und fester Edukte erarbeitet. Den breitesten Raum nehmen im Kurs die in ANSYS Fluent implementierten Reaktionsmodelle und ihre jeweiligen Einsatzgebiete ein. Diese gliedern sich in die Modelle für schnelle Chemie (wie z.b. das Eddy Dissipation Model) und die Modelle für detaillierte Chemie (wie das Eddy Dissipation Concept Model und das PDF Transport Model sowie der ISAT Algorithmus). Daneben werden Modelle zur Simulation der diskreten Phase (Verflüchtigungs- und Oberflächenverbrennungsmodelle), der Rußbildung und der Stickoxidbildung diskutiert. Das theoretisch erworbene Wissen wird an Anwendungsbeispielen illustriert und in einer Übungsphase vertieft. In diesem Zusammenhang werden auch die notwendigen Lösungsstrategien erarbeitet. ANSYS CFX Verbrennung und Strahlung Zahlreiche industrielle Anwendungen, wie Gasturbinen, Öfen, Kohlekraftwerke und Motoren beinhalten Verbrennungsprozesse und Strahlung. In ANSYS CFX gibt es zahlreiche Modelle für die Simulation von Verbrennungen/Reaktionen und Strahlung. Ziel des Kurses ist die Vermittlung des notwendigen Hintergrundwissens zu den verschiedenen Modellen und zu deren Einsatzgebieten. Ausgehend von einer Klassifizierung der Oxidationsprozesse werden die verschiedenen Modellierungsstrategien vorgestellt. Im ersten Teil des Kurses werden die verschiedenen Modelle zur gasförmigen Verbrennung Eddy Dissipation Model, Finite Rate Chemistry Model, Flamelet Model und Burning Velocity Model vorgestellt. Der zweite Teil gibt eine Übersicht zu den Strahlungsmodellen, der Einsatzgebiete und den Vor- und Nachteilen der jeweiligen Modelle. Der dritte Teil befasst sich mit der Verbrennung von festen und flüssigen Brennstoffen wie Kohle oder Diesel. Zur Modellierung der flüssigen oder festen Phase wird das Lagrange Mehrphasenmodell verwendet. Neben Vorlesungen zur Theorie wird mit den Modellen in praktischen Übungen für Beispielsfälle gearbeitet. CFD-Ingenieure mit ersten Erfahrungen in der Benutzung von ANSYS CFX, die neue Aufgabenstellungen im Bereich Verbrennung und Strahlung effizient angehen wollen. Ingenieure mit erster Erfahrung in der Benutzung von ANSYS Fluent, die neue Aufgabenstellungen im Bereich der Reaktionschemie effizient angehen wollen. Brennkammer mit Sprayverbrennung Drallbrennkammer 20 21

12 STRÖMUNGSMECHANIK STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS CFX Bewegte Gitter und dynamische Neuvernetzung Viele stationäre wie instationäre Anwendungen erfordern den Einsatz bewegter oder verformter Rechennnetze, beispielsweise die Berechnung von Kolbenmaschinen, Getrieben oder Fluid-Struktur-Interaktionen. In ANSYS CFX können Netze während des Simulationsprozesses bewegt, verformt oder ausgetauscht werden. Der Kurs gibt einen detaillierten Einblick in die Möglichkeiten zur Behandlung dynamischer Netze in ANSYS CFX. Zunächst werden die Standardmöglichkeiten vorgestellt, die über die Benutzeroberfläche definiert werden können, und dann mit anschaulichen Beispielen interaktiv getestet. Im Anschluss werden die Möglichkeiten aufgezeigt, welche sich durch den Einsatz der CFX Expression Language CEL und User FORTRAN ergeben. Mit diesen Ansätzen können besonders schwierige Netzdeformationen erfolgreich realisiert werden. In vielen Fällen reicht es nicht aus, die Netze lediglich zu deformieren. Die Bewegung ist so stark, dass die Rechennetze eine zulässige Qualität unterschreiten. Hier ist es notwendig, das Rechennetz aufgrund des geänderten Strömungsraumes neu zu erstellen und während der Simulation vollständig auszutauschen. Anhand eines einfachen Beispiels wird der vollständige Ablauf eines solchen Vorganges durchgesprochen. CFD-Ingenieure mit erster Erfahrung in der Benutzung von ANSYS CFX, die Simulationsaufgaben mit sich bewegenden Geometrien lösen möchten ANSYS FLUENT Mehrphasenmodelle Mehrphasenströmungen spielen bei vielen industriellen Prozessen eine wichtige Rolle. Beispiele sind Einspritzsysteme in modernen Dieselmotoren, das Überschwappen von Treibstoff in Autotanks, begaste Bioreaktoren oder auch Stranggussanlagen zur Produktion von Qualitätsstahl. ANSYS Fluent stellt für solche Aufgabenstellungen eine breite Auswahl verschiedener Modelle bereit. Im vorliegenden Aufbaukurs werden physikalische Grundlagen von Mehrphasenströmungen und den entsprechenden Modellierungsansätzen vermittelt. Diese Kenntnisse erleichtern dem Anwender die Entscheidung, mit welchem Modell die eigene Aufgabe optimal bearbeitet werden kann. Gleichzeitig wird die praktische Handhabung der Modelle erläutert und in Übungen angewandt. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der kontinuumsmechanischen Betrachtung der beteiligten Phasen. Definition, Einteilung und Klassifizierung von Mehrphasensystemen Kenngrößen zur Beurteilung des Strömungszustandes Überblick der Mehrphasenmodelle Separierte Mehrphasenströmungen Volume of Fluid -Modell Disperse Mehrphasensysteme Homogenes Modell Euler-Euler Modell Granulare Phasen Populationsbilanzen Phasenwechsel Turbulenzmodellierung für Mehrphasenströmungen Tankschwappen Zahlreiche Beispiele verdeutlichen die Einsatzbereiche der einzelnen Modelle sowie den Einfluss numerischer Parameter auf das Konvergenzverhalten. Mit praktischen Übungsbeispielen wird der richtige Umgang mit den Mehrphasenmodellen in ANSYS Fluent zusätzlich vertieft. Ingenieure mit erster Erfahrung in der Benutzung von ANSYS Fluent, die neue Aufgabenstellungen im Bereich der Mehrphasen effizient angehen wollen. Re-Meshing Ansatz bei einer Ventilbewegung in einem Verbrennungsmotor 22 23

13 STRÖMUNGSMECHANIK STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS FLUENT Diskrete Mehrphasenmodelle Für die numerische Simulation von Mehrphasenströmungen stehen in ANSYS Fluent eine Reihe von unterschiedlichen Modellen zur Verfügung. Die Effizienz von Abscheidern, die Erosion in Förderleitungen oder Verbrennung von Kohlestaub können ebenso mit dem Discrete Phase Model (kurz: DPM) in ANSYS Fluent simuliert werden wie das Eindüsen von Flüssigkeiten als Spray z. B. Kraftstoff in einen Motor. Ziel des Kurses ist es, Sie mit der Nutzung des DPM vertraut zu machen. Sie erhalten einen Einblick in die Grundgleichungen für die Berechnung der Bahnkurve sowie Austausch von Masse und Energie z.b. zur Simulation verdampfender Tropfen. Sie lernen die Randbedingungen und numerischen Parameter zur Nutzung dieses Mehrphasenmodells kennen, um z.b. Durchmessergrößenverteilungen für Abscheidersimulationen vorgeben zu können. Bei der Berechnung von Sprays ist der Zerfall und die Koaleszenz von Tropfen wichtig. Die dafür notwendigen Modelle stellen wir Ihnen genauso vor wie die Submodelle, um hochbeladene Feststoffströmungen zu berechnen, die z.b. bei pneumatischer Förderung oder in Wirbelschichten auftreten. CFD-Ingenieure mit erster Erfahrung in der Benutzung von ANSYS Fluent, die neue Aufgabenstellungen im Bereich der Simulation partikelbeladener Strömungen effizient angehen wollen. ANSYS CFX Mehrphasenmodelle und partikelbeladene Strömungen Strömungen bei industriellen Anwendungen beinhalten oftmals mehrere Phasen, deren Zusammenspiel und Interaktion ein komplexes Thema im Rahmen der numerische Simulation darstellt. Beispiele hierfür sind Einspritzsysteme, kavitierende Strömungen in Pumpen und Turbinen, die Umströmung von Schiffen oder partikelbeladene Strömungen in Zyklonen. In ANSYS CFX gibt es eine breite Auswahl an numerischen Modellen, um der Interaktion von Mehrphasensystemen Rechnung zu tragen. Dieser Aufbaukurs vermittelt einerseits die physikalischen Grundlagen von Mehrphasenströmungen, als auch eine Einführung in die grundlegenden numerischen Methoden. Hauptaugenmerk liegt hier auf der Identifikation der Strömungstopologie sowie der Klassifizierung der Morphologie der Strömung. Dies ist von besonderer Bedeutung, um die Wahl des geeigneten Mehrphasenmodells zu erleichtern. Gleichzeitig wird die effektive praktische Handhabung der Modelle erläutert und in Übungen angewandt. Definition, Einteilung und Klassifizierung von Mehrphasensystemen Kenngrößen zur Beurteilung des Strömungszustandes Überblick der Mehrphasenmodelle in ANSYS CFX Lagrangian Particle Tracking Homogenes-Euler-Euler-Modell Inhomogenes-Euler-Euler-Modell In mehreren Übungen wird die vermittelte Theorie in die Praxis umgesetzt. Der Einfluss der Modellparameter auf das Konvergenzverhalten sowie auf die Lösung selbst wird gezeigt. Somit wird das Verständnis der Simulation von Mehrpasenströmungen vertieft. CFD-Ingenieure mit ersten Erfahrungen in der Benutzung von ANSYS CFX, die neue Aufgabenstellungen im Bereich der Mehrphasensimulation effizient angehen wollen. Partikelbahnen in einem Zyklon Wasserstrahl aus Hochdruckreiniger, Courtesy Kärcher 24 25

14 STRÖMUNGSMECHANIK STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS FLUENT Geometrieoptimierung mit der Adjoint-Methode Mit Hilfe des Adjoint Solvers ist es möglich, Design-Optimierungen für eine oder mehrere Ergebnisvariablen durchzuführen. Grundlage ist die Berechnung von Sensitivitätsfeldern. Über ein Gradientenverfahren können diese Daten dann zur Design-Modifikation verwendet werden. Der gesamte Optimierungsprozess wird in ANSYS Fluent durchgeführt und kann durch vorhandene Skripte automatisiert und erweitert werden. Dieser Kurs bietet einen Einblick in die Funktionsweise des Adjoint Solvers, den Umgang mit dem Tool sowie die Möglichkeiten, die sich durch eine Adjoint Analyse ergeben. Folgende Themen werden in dem Kurs behandelt: Einführung in die Grundlagen des Adjoint Solvers Sensitivitätsanalyse und Bewertung Automatische Optimierung für eine oder mehrere Variablen, wie z.b. Drücke, Kräfte / Momente, Geschwindigkeiten, Heat Flux,... Mesh2CAD Rückführung der optimierten Geometrie in die CAD Kopplungsmöglichkeit mit RBF Morph CFD-Anwender aller Industriebereiche, die über die parametergesteuerte Optimierung hinaus neue innovative Lösungen suchen. ANSYS FLUENT UDF-Programmierung ANSYS Fluent wird als General-Purpose Code in allen Industriebereichen eingesetzt und bietet deshalb eine Vielzahl von Modellen und Funktionen. Daneben gibt es Anwendungen, bei denen es nötig ist, die in ANSYS Fluent existierenden Modelle zu modifizieren oder eigene Modelle in ANSYS Fluent zu implementieren. Dazu bietet ANSYS Fluent fortgeschrittenen Anwendern als Programmierschnittstelle die sogenannten User Defined Functions (UDF). In diesem Kurs werden Sie soweit erforderlich zunächst in die Programmiersprache C eingeführt. Anschließend werden der Zugriff auf programminterne sowie benutzerdefinierte Datenstrukturen erklärt und die verschiedenen Typen benutzerdefinierter Funktionen und ihre Verwendung erläutert. Hierbei wird u. A. die freie Definition von Randbedingungen, Stoffeigenschaften und Quelltermen (Masse, Impuls, Energie,...) beschrieben. Außerdem wird kurz auf die Besonderheiten der Programmierung bei Verwendung der Kontinuumsmehrphasenmodelle in ANSYS Fluent eingegangen. Dabei erhalten Sie einen Einblick in die interne Datenstruktur dieser Modelle. Schlusspunkt dieses CFD-Aufbaukurses ist das Implementieren eigener skalarer Transportgleichungen, die flexibel vom Anwender definiert und von ANSYS Fluent gelöst werden. Auf diese Weise können Sie z. B. Transportgleichungen für elektrische Felder oder statistische Momente in ANSYS Fluent einbinden. Detailliert ausgearbeitete Beispiele zu den Einsatzgebieten dienen als Vorlage zur Lösung eigener Aufgabenstellungen. Zusätzlich steht den Teilnehmern Zeit für eigene praktische Übungen unter Anleitung des Kursleiters zur Verfügung. CFD-Ingenieure mit Erfahrung in der Benutzung von ANSYS Fluent und Programmiererfahrung (nicht notwendigerweise in C), die die Funktionalität von ANSYS Fluent erweitern wollen. Formoptimierung im Automobilbereich Variabel definierte Wandtemperatur 26 27

15 STRÖMUNGSMECHANIK STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS CFX User FORTRAN in ANSYS CFX In einigen Anwendungsfällen ist es über die Möglichkeiten hinaus, die sich in ANSYS CFX standardmäßig bieten, notwendig, Modifikationen der bestehenden Modelle vorzunehmen, neue Modelle oder andere komplizierte Berechnungen in den Simulationsprozess zu integrieren. Die meisten dieser Aufgaben können mit der CFX Command Language (CCL), der CFX Expression Language (CEL) oder durch Einbetten der Skript-Sprache Perl bewerkstelligt werden. Reichen diese mächtigen Werkzeuge nicht mehr aus, besteht zudem die Möglichkeit, eigene User FORTRAN-Routinen zu implementieren. User FORTRAN-Routinen sind Fortran-Routinen, die vom Benutzer selbst programmiert werden, die Zugriff auf Solver-Datenstrukturen haben, kompiliert werden müssen und dann zur Laufzeit vom CFX-Löser in die Simulation eingebunden werden. Im eintägigen Einführungskurs lernen Sie die Möglichkeiten von User FORTRAN an einfachen Beispielen kennen und bekommen ein vertieftes Verständnis für den Aufbau des CFX-Lösers. Typische Anwendungen, die mit User FORTRAN realisiert werden können, sind das Lesen und Schreiben von nicht-standardisierten Datensätzen, die Modifikation von Randbedingungen, die Einbindung von speziellen Quelltermen, die Definition von eigenen Kontrollstrukturen für den Lösungsablauf oder die Kommunikation mit externen Softwaremodulen. CFX-Anwender aller Industriebereiche, die ihre Simulationsmodelle individuell anpassen möchten. Programmierkenntnisse in Fortran sind nicht erforderlich, aber sehr hilfreich. ANSYS WORKBENCH Automatisierung und individuelle Anpassung ANSYS Workbench bietet neben der flexiblen Projektstruktur und einfachen Handhabung von Parameteränderungen weitere Möglichkeiten zur individuellen Anpassung, wie z.b. der Automatisierung spezieller Abläufe oder sich immer wiederholender Analysen. Ebenso ist die Integration eigener Codes durch Parameter oder das Anzeigen einer eigenen graphischen Benutzeroberfläche möglich. Dieser Kurs bietet einen Einblick in die Vielfalt der Eingriffsmöglichkeiten und vermittelt die notwendigen Grundlagen der Umsetzung. Behandelt werden Beispiele zur Funktionalitätserweiterung, benutzerspezifischen Anpassung und Prozessautomatisierung. Anwendungen sind z.b. die Kopplung mit externen Programmen (MS Excel, Matlab, industriespezifische Entwicklungscodes), das Erstellen eigener graphischer Oberflächen oder die Automatisierung des CFD-Workflows durch das Anbinden eigener Skripte/ Routinen/ Makros. Das Application Customization Toolkit (ACT) bietet viele Möglichkeiten im Bereich der benutzerdefinierten Anpassung, zum Beispiel in ANSYS DesignModeler, ANSYS DesignXplorer, oder ANSYS Mechanical. Um die obengenannten Beispiele umzusetzen, werden verschiedene Programmiersprachen verwendet, wobei der Schwerpunkt zukunftsorientiert auf Python gesetzt wird. Weitere Programmiersprachen, deren Verwendung für die unterschiedlichen Aufgabenstellungen vorkommen können, sind JScript (DesignModeler, ANSYS Meshing), CCL/Perl oder User Fortran (ANSYS CFX, CFD-Post), C oder Scheme (ANSYS Fluent) oder XML (External Connection). Praktische Übungsbeispiele helfen das Gelernte zu vertiefen. CFD- und FEM-Anwender aller Industriebereiche, die ihre Prozesse automatisieren oder individuell anpassen möchten. Umfang und Komplexität des Kurses richtet sich nach den Vorkenntnissen und der Programmiererfahrung der Teilnehmer

16 STRÖMUNGSMECHANIK STRÖMUNGSMECHANIK WORKBENCH, ANSYS CFX oder ANSYS FLUENT Fluid-Struktur-Interaktion Immer häufiger müssen technische Systeme betrachtet werden, die sich nicht separat in die Felder CFD, Strukturmechanik oder Elektromagnetik unabhängig voneinander einordnen lassen. Vielmehr verlangen heutige Systeme eine gemeinsame, gekoppelte, Analyse der verschiedenen Disziplinen, um deren Funktionalität in der Praxis zu gewährleisten. Der vorliegende Kurs soll die Verbindung zwischen diesen Bereichen schaffen und aufzeigen, wie kombinierte Aufgabenstellungen effektiv bearbeitet werden können. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Fluid-Struktur-Interaktion. Ziel des Kurses ist es aufzuzeigen, wie die Gebiete Strömungssimulation und Struktursimulation in der ANSYS Workbench effektiv verbunden werden können. Der Kurs erklärt, welche Arbeitsschritte zum Austausch der Simulationsdaten erforderlich sind und wie diese in der ANSYS Workbench integriert sind: Geometrieaufbereitung und Vernetzung in der Workbench mit besonderer Berücksichtigung der unterschiedlichen Anforderungen für mechanische und strömungstechnische Analysen kurze Einführung in ANSYS Mechanical Kopplungsmöglichkeiten und Lastübergabe zwischen Anwendungen Ein- und Zwei-Wege Kopplung für die Fluid-Struktur-Interaktion stationäre und transiente Berechnungen ANSYS DESIGNXPLORER Robust Design und Optimierung Dieser Kurs liefert eine Einführung und Demonstration der Flexibilität und Leistungsfähigkeit der ANSYS Workbench als parametrische Plattform für die Optimierung und Robustheitsbewertung, Design-for-Six-Sigma. Die Workbench ist maßgeschneidert um unterschiedliche Simulationswerkzeuge zu kombinieren und in einen einheitlichen Simulationsprozess zu integrieren. Kernstück dieser Fähigkeit ist das Parametrisieren von Prozessbausteinen bis hin zu gekoppelten Gesamtprozessen, so dass Was-wäre-wenn -Szenarien auf einfache Weise durchgespielt werden können. In Verbindung mit dem integrierten Design of Experiments und der Optimierung werden die Interaktionen der Designparameter und deren Einfluss auf das Systemverhalten ausgewertet und optimale Varianten gefunden. Alle Anwender (CFD, FEM, EM, HF) der ANSYS Workbench aller Industriebereiche, die die Parametrik der ANSYS Workbench zur Optimierung Ihres Produktdesigns nutzen wollen. Beispiele und Übungen vertiefen das Gelernte und ermöglichen so einen raschen Einstieg in die gekoppelte Simulation. CFD-Ingenieure aus allen Industriebereichen, die sich mit Wechselwirkungen zwischen der Strömungs- und der Strukturmechanik befassen

17 STRÖMUNGSMECHANIK STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS CFX Blade Flutter & Forced Response Blade Flutter und Forced Response stellen eine effiziente Methode für die Fluid-Struktur-Interaktion für Turbomaschinen dar. In der Blade Flutter Analyse oszillieren die Beschaufelungen in ihren Eigenschwingungsformen und -frequenzen. Dies wird in einer transienten CFD-Berechnung berücksichtigt und daraus die aerodynamische Dämpfung berechnet. Diese stellt den Energietransfer vom Fluid an die Strukturschwingung bzw. umgekehrt dar. Daraus lässt sich auf die Stabilität des gekoppelten Systems schließen. In der Forced Response Analysis wird die dynamische Strukturantwort auf Grund des transienten, strömungsinduzierten Druckfeldes berechnet. Damit lassen sich Lebensdauer-Vorhersagen ableiten. Dieses Training richtet sich an CFD- und Mechanik-Ingenieure, die im Bereich Turbomaschinen arbeiten und zukünftig die Fluid-Struktur-Kopplung berücksichtigen wollen. ANSYS CFX TURBO SYSTEM Turbolader Abgasturbolader werden zunehmend eingesetzt, um den Kraftstoffverbrauch von Benzin- und Dieselmotoren zu verbessern. Kleinere Turbolader verwenden eine Radialturbine, die einen Radialverdichter antreibt, größere Einheiten verwenden eine Axialturbine. Hersteller sind aufgefordert, zuverlässige, leistungsstarke und effiziente Turbolader mit einem weiten Arbeitsbereich zu liefern. Gleichzeitig müssen sie die Einschränkungen in der Packungsgröße sowie den Kosten einhalten. In diesem Kurs demonstrieren wir das ANSYS Turbo System als schnelles, umfassendes und zuverlässiges Design- und Analyse-Werkzeug bei der Entwicklung von Turboladern. Die ANSYS Turbo Tools bieten eine Lösung, die von der parametrischen Geometriedefinition, automatischen Vernetzung bis hin zur 1D, 2D und 3D Berechnung reicht. Profitieren Sie von den ANSYS Best Practices, die Ihren bestehenden Produktentwicklungsprozess erweitern und Ihnen helfen, Ihre Leistungsanforderungen sowie Zeitvorgaben zu erfüllen. Dieser Kurs richtet sich an Anwender mit erster Erfahrung in ANSYS CFX, die neue Möglichkeiten im Entwurf und in der Berechnung von Turboladern kennenlernen möchten. BorgWarner TurboSystems 32 33

18 STRÖMUNGSMECHANIK STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS CFX TURBO SYSTEM Lüfter Die ANSYS Workbench bietet spezifische und leistungsfähige Softwaremodule für Kunden im Bereich der Turbomaschinenentwicklung. Der Kurs zeigt die Anwendung der ANSYS Turbotools für die Auslegung und das Design von Lüftern. Der Fokus liegt neben der Einführung in die Thematik auf praktischen Workshops zur Auslegung, Simulation und Optimierung. Die ANSYS Vista-Tools ermöglichen die einfache Spezifikation elementarer Kenngrößen, die zum einen eine schnelle Abschätzung des Strömungsverhaltens erlauben, zum anderen zur Generierung eines ersten dreidimensionalen CAD-Schaufelmodells dienen. VISTA AFD ist das Tool zum ersten Design von Axiallüftern. Die möglichen Einstellungen und hinterlegten Modelle werden genau erläutert. Der ANSYS BladeModeler erlaubt eine effiziente und übersichtliche Modifikation des Schaufeldesigns auf Basis der Darstellung von Dicken- und Winkelverteilungen oder Schaufelprofilen auf verschiedenen Schnitten. Der ANSYS BladeModeler bildet die Grundlage für die anschließende Vernetzung und Berechnung sowie die Parametrisierung des Modells. Die automatisierte Vernetzung des Lüfters erfolgt mit ANSYS Meshing und ANSYS Turbo- Grid. Die dreidimensionale Strömungssimulation wird mit ANSYS CFX ausgeführt, welches sowohl im Preprocessing, als auch im Postprocessing eine Reihe von spezifischen Funktionalitäten für die Simulation von Turbomaschinen bietet. Die ANSYS Turbotools bieten die Möglichkeit einer vollständigen Parametrisierung des Modells und des Workflows. Dies betrifft nicht nur die Geometrie sondern alle weiteren Simulationsschritte von der Netzgenerierung über Setup und Berechnung bis hin zur Auswertung. Diese Parametrisierung ist die Grundlage einer Sensitivitäts- oder Robustheitsanalyse und kann bis hin zur automatisierten Optimierung, z. B. mit Hilfe des ANSYS DesignXplorer, genutzt werden. CFD-Ingenieure mit erster Erfahrung in der Bedienung von ANSYS CFX, die neue Aufgabenstellungen und Möglichkeiten im Bereich des Entwurfs, der Simulation und der Optimierung von Lüftern kennenlernen und anwenden möchten. ANSYS CFX TURBO SYSTEM Pumpen Die Simulationsplattform ANSYS Workbench bietet eine umfangreiche Palette an Softwaretools zur effizienten Simulation, speziell für den Turbomaschinenbau. Der Kurs zeigt die Anwendung der ANSYS Turbotools für die Auslegung und das Design von Pumpen. Der Fokus liegt neben der Einführung in die Thematik auf praktischen Workshops zur Auslegung, Simulation und Optimierung. ANSYS Vista CPD ist ein Werkzeug für den Erstentwurf einer Pumpe. Die möglichen Entwurfsmethoden, Einstellungen und hinterlegten Modelle werden im Rahmen des Kurses genauer erläutert. Der ANSYS BladeModeler erlaubt anschließend eine effiziente und übersichtliche Modifikation des Schaufeldesigns auf Basis der Darstellung von Dicken- und Winkelverteilungen oder Laufradprofilen. Der ANSYS BladeModeler bildet die Grundlage für die anschließende Vernetzung und Berechnung sowie die Parametrisierung des Modells. Die automatische Vernetzung des Pumpenrads erfolgt mit ANSYS Meshing und ANSYS TurboGrid. Die dreidimensionale Strömungssimulation wird mit ANSYS CFX ausgeführt, welches sowohl im Preprocessing, als auch im Postprocessing eine Reihe von spezifischen Funktionalitäten für die Simulation von Turbomaschinen bietet. Die ANSYS Turbotools bieten die Möglichkeit einer vollständigen Parametrisierung des Modells und des Workflows. Dies betrifft nicht nur die Geometrie, sondern alle weiteren Simulationsschritte von der Netzgenerierung über Setup und Berechnung bis hin zur Auswertung. Diese Parametrisierung ist die Grundlage einer Sensitivitäts- oder Robustheitsanalyse und kann bis hin zur automatisierten Optimierung z.b. mit Hilfe des ANSYS DesignXplorer genutzt werden. Dieser Kurs richtet sich an Anwender mit erster Erfahrung in ANSYS CFX, die neue Möglichkeiten im Entwurf und in der Berechnung von Pumpen kennenlernen möchten

19 STRÖMUNGSMECHANIK STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS FLUENT Externe Aerodynamik Die Untersuchung der aerodynamischen Eigenschaften umströmter Körper gehört zu den grundlegendsten Disziplinen der Strömungsmechanik nicht zuletzt im Automobilbereich. Strengere Anforderungen im Bereich der Schadstoffemissionen und der damit verbundenen Verbrauchsreduktion einerseits, sowie verkaufsfördernde moderne und stromlinienförmige Designs andererseits, erfordern zusätzliche Ingenieurleistung. Ein ideales Feld für die Strömungssimulation, um schon in der virtuellen Produktentwicklung vor dem Bau eines realen Prototyps für diese Anforderungen die Weichen zu stellen. Hierfür bietet ANSYS Fluent effiziente Strategien und Modellierungsansätze an. Ziel des Kurses ist die Vermittlung des notwendigen Hintergrundwissens, das dem Ingenieur die richtige Auswahl der Modelle ermöglicht. Zur Einleitung des Kurses werden die Grundlagen und die Terminologie der klassischen Aerodynamik kompakt vermittelt. Neben der Behandlung der für diese Aufgabenstellung adäquaten Turbulenzmodelle wird der Fokus auf der Beschleunigung stationärer und transienter Strömungssimulationen liegen. Best Practice Guidelines zu Vernetzungsstrategien sowie Tipps und Tricks zur effizienteren Konvergenzbeurteilung werden ausführlich diskutiert. Die Anwendung auf generische und reale Beispielfälle und die Vorstellung zahlreicher Validierungsfälle runden den Kurs ab. CFD-Ingenieure mit erster Erfahrung in der Benutzung von ANSYS CFD, die tiefer in den Bereich der Umströmung bewegter Objekte eingehen und mit vielen Tipps und Tricks die maximale Rechenzeitreduktion erreichen möchten. ANSYS FLUENT PEM Brennstoffzellenmodul PEM Brennstoffzellen rücken aufgrund ihrer positiven Eigenschaften immer mehr in den Fokus, sowohl für mobile, als auch für stationäre Anwendungen. Gleichzeitig wird die Leistung von Brennstoffzellen durch ein komplexes Zusammenwirken von Geometrie, Strömungsmechanik, Wärme- und Stofftransport sowie Elektrochemie bestimmt. Die Simulation ist in diesem Zusammenhang eine wichtige Ergänzung von experimentellen Untersuchungen. Es werden zunächst die theoretischen Grundlagen der Modellierung von Brennstoffzellen erläutert. Anforderungen an die Netzauflösung und die Einsatzmöglichkeiten von Interfaces werden erläutert und an einem Beispiel mit ANSYS Meshing praktisch vertieft. Das Aufsetzen der Fälle für Einzelkanäle, Zellen und Stacks wird diskutiert und an einem Testfall praktisch vertieft. Die Möglichkeiten des schnellen und systematischen Aufsetzens mit Journals wird erläutert. Schließlich werden Lösungsstrategien bei Konvergenzproblemen und Maßnahmen zur Konvergenzbeschleunigung vorgestellt. CFD-Ingenieure mit erster Erfahrung in der Benutzung von ANSYS Fluent, die die gekoppelten und nichtlinearen Vorgänge in Brennstoffzellen analysieren möchten. Wirbelstrukturen eines umströmten Fahrzeuges PEM Brennstoffzellenstack anhand des sog. Q-Kriteriums 36 37

20 STRÖMUNGSMECHANIK ELEKTROMAGNETIK ANSYS CFD Verbrennungsmotor Vor dem Hintergrund geforderter Verbrauchsreduzierungen bei gleichzeitiger Leistungssteigerung gewinnen die CFD-Methoden an Bedeutung in der weiteren Optimierung von Verbrennungskraftmaschinen. Hier stellen instationäre Vorgänge, bewegte Geometrien und die komplexe Physik besonders hohe Anforderungen an die Simulationswerkzeuge. Variable Ventilsteuerzeiten und -hübe verlangen nach einer hochgradig automatisierten Prozesskette. In diesemtraining werden die spezifischen Herausforderungen in der Berechnung von Kolbenmaschinen erläutert und ihre Lösungen in ANSYS CFD vorgestellt. Betrachtet wird eine breite Palette relevanter Anwendungen, z.b. Ladungsbewegung, Kraftstoffeinspritzung, Verbrennung und Abgasnachbehandlung. Dabei stehen Netzerstellung und Lösungsoptionen mit bewegter Geometrie, instationäre Randbedingungen einschließlich Kopplung zu 1D-Werkzeugen sowie physikalische Modelle für Turbulenz, Mehrphasenströmung und Verbrennungsmodellierung im Blickpunkt. Die verwendeten Techniken und Modellierungsansätze werden vorgestellt und an validierten Beispielen wird die Anwendung diskutiert. Ingenieure mit erster Erfahrung in der Benutzung von ANSYS CFD, die eine Einführung in die Thematik der Simulation von Verbrennungsmotoren suchen. ANSYS MAXWELL Maxwell 2D / Maxwell 3D Entwicklern von elektromagnetischen Systemen wird gezeigt, wie das Programm ANSYS Maxwell genutzt werden kann, um effiziente Elektromotoren, Transformatoren, Aktuatoren und Sensoren auszulegen. Viele Fragestellungen lassen sich mit einem 2D Ansatz wirksam lösen und ein 2-tägiger Kurs zeigt die Möglichkeiten und Grenzen dieser Vorgehensweise. Als Ergänzung wird im 2-tägigen 3D Kurs gezeigt, wie beliebig im Raum ausgerichtete Felder berechnet werden können. Grundlagen der elektromagnetischen FEM-Simulation Benutzeroberfläche Geometrieerstellung Materialdaten Anfangs- und Randbedingungen Anregungen Autoadaptives und manuelles Vernetzen Simulation und Auswertung Kraft- und Drehmomentberechnung Induktivitäts- und Kapazitätsberechnung Verlustberechnung Wirbelstromberechnung im Frequenzbereich Transiente Berechnung mit Bewegung Parametrische Studien Optimierung Der Kurs richtet sich an Einsteiger in die Welt der elektromagnetischen Feldsimulation und zeigt wie man in ANSYS Maxwell typische Fälle aufsetzen, berechnen und auswerten kann. Der Teilnehmer sollte mit den physikalischen Grundlagen der Elektrotechnik vertraut sein. Kenntnisse eines 3D CAD Systems erleichtern den Einstieg. Der Besuch des 2D Trainings wird als Grundlage des 3D Trainings empfohlen. Kolben- und Ventilbewegung in einem Verbrennungsmotor 38 39