ANSYS Germany Training. Realize Your Product Promise

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1 ANSYS Germany Training Realize Your Product Promise

2 Wir möchten Sie dabei unterstützen, die ANSYS-Software effektiv und erfolgreich einzusetzen. Dabei hilft Ihnen unser Trainingskonzept mit passgenauen Schulungen, professionellen Trainingsmaterialien und kompetenten Kursleitern. Für Einsteiger bieten wir Basiskurse an, die einen schnellen Einstieg 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 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: Für weitere Informationen Telefon:

3 TRAININGSQUALITÄT Unsere Trainings und Seminare werden von den erfahrenen und gut ausgebildeten Trainern unseres Customer Support Teams vorbereitet und durchgeführt. Das zu Grunde liegende Trainingskonzept und die Inhalte werden regelmäßig an aktuelle Neuentwicklungen in der Software und aktuelle Simulationstrends angepasst und ergänzt. Unser Ziel ist es, Sie in die Lage zu versetzen, möglichst schnell, effizient und erfolgreich mit unseren Produkten zu arbeiten, um diese zielführend für die Entwicklungsprozesse in Ihrem Unternehmen einzusetzen. Zur stetigen Optimierung und Weiterentwicklung unseres Trainingskonzepts ist die Rückmeldung unserer Kunden extrem wichtig und findet daher besondere Berücksichtigung. Die Zahlen sprechen für sich. Die Graphik zeigt die Bewertung unserer Trainings bezüglich unterschiedlicher Kriterien aus Kundensicht. FEEDBACK VON UNSEREN TRAININGSTEILNEHMERN 5 Bewertung (1=schlecht, 5=sehr gut) Gesamt Organisation Trainings- Relevanz Praktische Technische Trainingsmaterial Anwendungen kompetenz fähigkeiten 2

4 Inhalt 4 Strömungsmechanik 4Geometrie & Vernetzung (ANSYS DesignModeler & ANSYS Meshing ) 4Löser & Postprozessing (ANSYS CFX oder ANSYS Fluent ) 4ANSYS ICEM CFD 4ANSYS Fluent Meshing 4Turbulenzmodellierung (ANSYS CFD ) 4Aeroakustik (ANSYS CFD ) 4Wärmeübertragung und Strahlungssimulation (ANSYS Fluent ) 4Bewegte und verformbare Netze - Dynamic Mesh (ANSYS Fluent ) 4Reaktionschemie und Verbrennungssimulation (ANSYS Fluent ) 4Mehrphasenmodelle (ANSYS Fluent ) 4Simulation partikelbeladener Strömungen (ANSYS Fluent ) 4UDF-Programmierung (ANSYS Fluent ) 4CFD-Simulation hochviskoser und viskoelastischer Medien (ANSYS Polyflow ) 17 Strukturmechanik & Offshore 4Einführung in die explizite Strukturmechanik - ANSYS Autodyn 4Hydrodynamische Analyse bewegter Mehrkörpersysteme - ANSYS Aqwa 4ANSYS Mechanical für Offshorestrukturen - ANSYS Structural Offshore 20 Elektromagnetik 4ANSYS Maxwell 2D / 3D 4ANSYS HFSS 4ANSYS SIwave 4ANSYS DesignerRF 4ANSYS DesignerSI 4ANSYS Simplorer 4ANSYS Maxwell zur Motorenentwicklung 27 Workflow und weitere Applikationen 4ANSYS Turbotools 4ANSYS SpaceClaim Direct Modeler 4Multiphysics (FSI, CodeCoupling) 4ANSYS DesignXplorer - Robust Design und Optimierung 4Advanced Customization, Scripting, Python 32 Individualtraining 34 Consulting 36 ANSYS Niederlassungen in Deutschland 3

5 STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS DesignModeler & ANSYS Meshing Geometrie & Vernetzung Die Grundlagen der Geometriehandhabung und Vernetzung werden in diesem 2-tägigen Kurs vermittelt. Eingesetzte Programme sind ANSYS DesignModeler, ANSYS Meshing und ANSYS Workbench. 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. Geometrie und Vernetzung: DesignModeler DesignModeler ist der Geometrie Preprozessor in Workbench. Der Basiskurs vermittelt, wie Sie mit DesignModeler externe CAD- Modelle importieren, bereinigen und verändern oder vollständig neue Geometrien erstellen. Geometrie und Vernetzung: 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. Ein- und Umsteiger in die Simulation mit ANSYS CFD 4

6 STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS CFD Löser & Postprozessing Dieser CFD-Basiskurs vermittelt die Grundlagen und Anwendungsbereiche der CFD-Löser und der Auswertung von Ergebnissen. Eingesetzte Programme sind ANSYS CFX oder ANSYS Fluent, CFD-Post und ANSYS Workbench. Löser und Postprozessing: CFX oder Fluent CFX und Fluent sind die innovativen und weltweit führenden ANSYS Programmsysteme zur numerischen Strömungssimulation. Der Basiskurs erlaubt dem CFD-Einsteiger nach kurzer Einarbeitungszeit CFX oder Fluent 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 Löser und Postprozessing: CFD-POST CFD-Post ist die Software zur Aufbereitung und Darstellung der Berechnungsergebnisse aus CFX und Fluent. Der Basiskurs zeigt Ihnen, wie Sie Ihre CFD-Resultate eindimensional als Integralwerte bis vierdimensional als zeitabhängige Animationen aufbereiten und analysieren. 5

7 STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS ICEM CFD Effizientes Vernetzen mit ICEM CFD Das Preprocessing steht am Anfang der Prozesskette in jeder CFD-Berechnung. Qualitativ hochwertige Netze bilden die Grundlage für aussagekräftige und verlässliche Ergebnisse. Nach einer kurzen Einführung in Programmphilosophie und Bedienkonzept von ANSYS ICEM CFD startet der Kurs mit dem Geometrieimport und Cleanup. Benutzer 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. Bei ANSYS ICEM CFD Hexa handelt es sich um einen Multiblock strukturierten Vernetzer. Er ermöglicht die Erzeugung von reinen Hexaeder-Gittern. Die lokale Netzstruktur und Feinheit, sowie die Auflösung der Randschichten kann gezielt gesteuert werden. Diese Gitter erzielen im Löser eine hohe Lösungsgenauigkeit und bessere Konvergenz. Der hierfür erforderliche manuelle oder automatische Aufbau einer Topologie ist Gegenstand der ersten beiden Trainingstage. Der dritte Trainingstag behandelt die Erzeugung von unstrukturierten hybriden Tetraeder- und Prismengittern, sowie deren Kombination mit den zuvor erzeugten Hexaedergittern. Es werden Möglichkeiten der 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 Hexa werden nicht vorausgesetzt. Elementkonformes hybrides Gitter eines Klimakanals 6

8 STRÖMUNGSMECHANIK 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 modellieren. Es stehen eine große Bandbreite von CAD-Schnittstellen, entsprechende Optionen für die Oberflächenvernetzung, hybride und CutCell Volumenvernetzung für die jeweilige Veränderung und Optimierung des Netzes zur Verfügung. Das ANSYS Fluent Meshing Training findet über 2 Tage statt. Trainingsteilnehmer mit TGrid/ Fluent Meshing Erfahrung können auch nur Tag 2 besuchen. An Tag 1 lernen die Teilnehmer, wie Sie die Geometrie importieren, die erzeugte Oberflächenvernetzung reparieren bzw. verbessern können und wie Sie hybride und CutCell Volumennetze erzeugen. Der Fokus von Tag 2 liegt auf den CAD-Schnittstellen für den direkten CAD Import und die Anwendung der Wrapping-Technologie zur Oberflächennetzerzeugung von Bauteilen und Zusammenbauten. Der Kurs richtet sich an CFD-Ingenieure aller Industriebereiche, die mit komplexen Geometrien arbeiten und den Vernetzungsprozess optimieren wollen. Kenntnisse in ANSYS Fluent Meshing werden nicht vorausgesetzt. Grenzschichtnetz (Prismen) und HexCore für einen Flugzeugrumpf 7

9 STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS CFD Turbulenzmodellierung Der Großteil der bekannten Strömungsphänomene sind turbulenter Natur. Um den Einfluss der Turbulenz auf das Strömungsfeld abzubilden, ist die korrekte Modellierung der turbulenten Eigenschaften essentiell. ANSYS CFD verfügt über ein breites Spektrum an Modellen um turbulente Strömungsphänomene zu erfassen. Der Kurs startet mit einer Einführung in die fluid-mechanischen Grundlagen turbulenter Strömungen. Ausgehend von den Erhaltungsgleichungen werden mögliche Modellierungsansätze diskutiert und daran anknüpfend im Überblick eine systematische Einordnung bekannter Turbulenzmodelle vorgenommen. Dabei bleiben physikalische Genauigkeit und möglichst geringer Rechenzeit- bzw. Speicherbedarf im Blickfeld. Den Schwerpunkt des Kurses legen wir auf die für Ihre Anwendung geeignete Modellierung. Schwerpunkt RANS-Modelle (Reynolds-Averaged-Navier-Stokes): RANS-Modelle sind in der derzeitigen industriellen Nutzung die am weitesten verbreiteten Ansätze der Turbulenzmodellierung. Die spezifischen Eigenschaften der Modelle werden erläutert und mit Hilfe von Übungen demonstriert. Neben einem Überblick über die verfügbaren 0- und 1-Gleichungsmodelle liegt der Schwerpunkt des Kurses auf der Betrachtung der k-omega (speziell SST) und k-epsilon-2-gleichungsmodelle. Die Inhalte können bei Bedarf auf die zusätzliche Betrachtung des RSM (Reynolds-Stress-Model) für stark drallbehaftete Strömungen erweitert werden. Der Abschnitt schließt mit der Betrachtung der wandnahen Turbulenz und vergleicht gängige Wandmodelle einschließlich der sogenannten Low-Reynolds Formulierungen im Hinblick auf numerischen Aufwand und physikalischen Nutzen. Schwerpunkt skalenauflösende Modelle: Als Ergänzung zu den RANS-Modellen bieten skalenauflösende Turbulenzmodelle die Möglichkeit bestimmte turbulente Effekte tatsächlich räumlich und zeitlich aufzulösen. Hierbei kommen neben der klassischen LES auch hybride Modelle wie DES, DDES und SAS zum Einsatz. Anforderungen an das Rechennetz und den Zeitschritt werden im Detail diskutiert. Anhand vorhandener und bewährter ANSYS Best Practice Guidelines für die skalenauflösende Turbulenzmodellierung wird die anwendungsgerechte Auswahl dieser Modelle dargestellt. Praktische Übungsbeispiele runden den Kurs ab. CFD-Ingenieure mit erster Erfahrung in der Benutzung von ANSYS CFD, die tiefer in die Turbulenzmodellierung einsteigen wollen bzw. mit Hilfe von skalenauflösenden Ansätzen turbulente Phänomene auflösen statt modellieren wollen. 8

10 STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS CFD 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 Akustik- Analogie nach Ffowcs-Williams & Hawkins Stationäre Ansätze mit Hilfe von Turbulenzkorrelationen Modalanalyse turbulenter Strömungsfelder 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. 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. 9

11 STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS Fluent Wärmeübertragung und Strahlungssimulation 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 etliche Modelle an. Der Kurs bietet einen Überblick über die Transportmechanismen für Wärme, welche mit ANSYS Fluent simuliert werden können. Ein besonderer Augenmerk liegt dabei auf den Bereichen Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung und wie diese in ANSYS Fluent implementiert sind. Der Kurs bietet neben den Grundlagen auch viele Tipps für die Simulation von Wärmetransportphänomenen. Zusätzlich werden Modelle vorgestellt, mit denen komplexe physikalische / geometrische 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. 10

12 STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS Fluent Bewegte und verformbare Netze - Dynamic Mesh In ANSYS Fluent gibt es die Möglichkeit, Netze automatisiert zu bewegen und zu verformen. Diese Funktionalität kann sowohl bei instationären Simulationen mit bewegten Teilen, z.b. definierte Ventilbewegung im Verbrennungsmotor oder freie Körperbewegung aufgrund von Strömungskräften, als auch bei stationären Simulationen, z.b. ermitteln des stabilen Gleichgewichtszustands eines Federsystems, zum Einsatz kommen. Der Kurs liefert einen Überblick über die Funktionalität der dynamischen Netze in Fluent. Dafür werden zunächst die zugrundeliegenden Bewegungs- und Verformungsmöglichkeiten vorgestellt und mit Hilfe von anschaulichen Beispielen erläutert. Diese werden ergänzt durch 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. Abschließend wird die vollständige Funktionalität 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. Kolben- und Ventilbewegung in einem Verbrennungsmotor 11

13 STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS Fluent Reaktionschemie und Verbrennungssimulation In ANSYS Fluent gibt es zahlreiche Modelle für die Simulation von Reaktionen, wobei in der Vergangenheit vorwiegend Verbrennungsreaktionen betrachtet wurden. In den letzten Programmversionen jedoch wurden diese Ansätze durch neuere Modelle zur Berücksichtigung detaillierter Chemie ergänzt, so dass heute mittels CFD 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 Fluent implementierten Reaktions modelle 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. CFD-Ingenieure mit erster Erfahrung in der Benutzung von ANSYS Fluent, die neue Aufgabenstellungen im BereichderReaktionssimulation effizient angehen wollen. Berechnete Konturen der Temperatur in einem Kohlebrenner 12

14 STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS Fluent Mehrphasenmodelle Mehrphasenströmungen spielen bei vielen industriellen Prozessen eine wichtige Rolle. Beispiele sind Einspritzsysteme in modernen Dieselmotoren, das Überschwappen von Treibstoff in Autotanks (vgl. Abbildung), begaste Bioreaktoren oder das Strömungsverhalten innerhalb von Stranggussanlagen zur Produktion von Qualitätsstählen. ANSYS Fluent stellt zur numerischen Simulation solcher Aufgabenstellungen eine breite Auswahl verschiedener Modelle bereit. Im vorliegenden CFD-Aufbaukurs werden physikalische Grundlagen von Mehrphasenströmungen und den entsprechenden Modellierungsansätzen vermittelt. Diese Kenntnisse erleichtern dem Anwender die Entscheidung, mit welchem Modell die eigene Simulationsaufgabe optimal bearbeitet werden kann. Gleichzeitig wird die effektive praktische Handhabung der Modelle erläutert und in Übungen angewandt. Der Schwerpunkt liegt auf Mehrphasenmodellen, die für große Volumenanteile der Sekundärphase geeignet sind. Definition, Einteilung und Klassifizierung von Mehrphasensystemen Kenngrößen zur Beurteilung des Strömungszustandes Überblick der Mehrphasenmodelle in Fluent Separierte Mehrphasenströmungen Volume of Fluid -Modell Disperse Mehrphasensysteme Algebraic Slip -Modell Euler-Euler Modell Granulare Phasen Populationsbilanzen Erstarren von Schmelzen Zahlreiche Beispiele verdeutlichen die Einsatzbereiche, die Vorzüge und Nachteile der einzelnen Modelle sowie den Einfluss numerischer Parameter auf das Konvergenzverhalten. Mit praktischen Übungsbeispielen wird der richtige Umgang mit den Mehrphasenmodellen in Fluent zusätzlich vertieft. CFD-Ingenieure mit erster Erfahrung in der Benutzung von ANSYS Fluent, die neue Aufgabenstellungen im Bereich der Mehrphasensimulation effizient angehen wollen. Benzinschwappen in einem Autotank 13

15 STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS Fluent Simulation partikelbeladener Strömungen Für die numerische Simulation von Mehrphasenströmungen, stehen in ANSYS Fluent eine Reihe von unterschiedlichen Modellen zur Verfügung. Vor allem für schwach beladene partikuläre Mehrphasensysteme eignet sich das Discrete Phase Model in Fluent. Dieses Modell findet Verwendung, wenn der Volumenanteil der diskreten Phasen wie z.b. Tropfen, Partikel oder Gasblasen unterhalb von zehn Prozent liegt, um z.b. Trenngrade von Abscheidern zu berechnen oder Kohlebrenner auszulegen. Ziel des Kurses ist es, Ihnen die theoretischen Grundlagen des Discrete Phase Models vorzustellen. Dabei behandeln wir die Berechnung der Bahnkurve der Partikel genauso wie die implementierten Modelle zum Austausch von Masse und Energie und die Kopplung zwischen den beteiligten Phasen. Im weiteren Teil des Kurses beschäftigen wir uns mit instationären Modellen des DPM. Bei örtlichen Volumenanteilen über zehn Prozent steigt die Wahrscheinlichkeit, dass Partikel miteinander kollidieren. Typische Anwendungen sind das Eindüsen von Lösung in einen Gaswäscher, das Einspritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor oder der pneumatische Transport von Feststoffen. CFD-Ingenieure mit erster Erfahrung in der Benutzung von ANSYS Fluent, die neue Aufgabenstellungen im Bereich der Simulation partikelbeladener Strömungen effizient angehen wollen. Partikelbahnen in einem Zyklon 14

16 STRÖMUNGSMECHANIK 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 Fluent existierenden Modelle zu modifizieren oder eigene Modelle in Fluent zu implementieren. Dazu bietet 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 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 Fluent gelöst werden. Auf diese Weise können Sie z. B. Transportgleichungen für elektrische Felder oder statistische Momente in 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 Fluent und Programmiererfahrung (nicht notwendigerweise in C), die die Funktionalität von Fluent erweitern wollen. Temperaturen in Gas (links) und Schüttung (rechts) nach 510 Sekunden 15

17 STRÖMUNGSMECHANIK ANSYS Polyflow CFD-Simulation hochviskoser und viskoelastischer Medien Die Auslegung und Entwicklung von Bauteilen aus Elastomeren und Polymeren und deren Herstellung stellt für die beteiligten Konstrukteure und Entwickler eine Herausforderung dar. Experimentelle Untersuchungen sind kostspielig und zeitaufwendig, insbesondere wenn viskoelastische Materialeigenschaften vorliegen. Numerische Simulationsverfahren sind daher eine wirtschaftlich interessante Möglichkeit, Kunststoffverarbeitungsmaschinen und deren Produkte virtuell zu untersuchen. Die Simulation liefert dem Entwickler wertvolle 3D-Information für alle Prozessparameter wie Temperatur, Druck, Geschwindigkeit, Dichte, Scherrate und deren Gradienten. Prozesse wie das Wandgleiten und thermische Kunststoffzersetzung können Dank der Simulation vorhergesagt und darauf basierend Verbesserungsvorschläge gezielt erarbeitet werden. Die Integration der notwendigen Simulationsprogramme innerhalb der ANSYS Workbench ermöglicht die schnelle Modifikation des Entwurfs und den Vergleich des Erstentwurfs mit nachfolgenden Varianten. Werkzeuge für die automatisierte Optimierung (DesignXplorer) vervollständigen die Möglichkeiten zur Entwurfsverbesserung. Auch die mechanische Beanspruchung der Werkzeuge kann durch gekoppelte FE-Festigkeitsanalyse der Bauteile untersucht werden. Einsatzbereich der Simulationsprogramme (CFX, Fluent und Polyflow) bei Strömungen von hochviskosen und viskoelastischen Medien Tools und Utilities für die Berechnung von Wandgleiten, Verweilzeit, Materialschädigung Überblick über Viskositäts und viskoelastische Modelle und Aufbereitung der Viskositätsdaten aus Experimentalwerten Konkretes Vorgehen bei der Simulation von der Geometrie bis zum Ergebnis Auswertung der Simulationen - Aufdecken von Verbesserungspotentialen Ingenieure und Konstrukteure im Bereich Kunststoff 16

18 STRUKTURMECHANIK ANSYS Autodyn Einführung in die explizite Strukturmechanik Explizite Zeitintegration ist ein Modellierungsansatz, der sich bei der Beschreibung von großen Verformungen und Dehnungen, Stoßwellenausbreitung, nichtlinearem Materialverhalten, komplexer Kontaktlogik und Splitterentstehung bewährt hat. Typische Anwendungsbeispiele sind Schlagversuche und Kollisionen mit Eindringung. Sie lassen sich mit Hilfe von ANSYS Explicit Dynamics und Autodyn modellieren. Beide Softwarepakete bieten zusätzlich die Möglichkeit für Fluid-Struktur- Kopplung (FSI). Überblick über die implementierten Lagrange, Euler (Multimaterial und Ideal Gas) und SPH Löser Kopplungsmöglichkeiten zwischen den verschiedenen Lösern und die Kontaktmodellierung Einblick in die implementierten Materialmodelle Die den Kurs begleitenden Übungen demonstrieren verschiedene relevante Anwendungen aus den Bereichen Ballistik, Materialprüfung und Sicherheit. Ingenieure mit Erfahrung aus dem Bereich der Strukturmechanik und/ oder der Fluidmechanik, die an der Modellierung hoch nicht-linearer kurzzeitdynamischer Applikationen interessiert sind. 17

19 OFFSHORE ANSYS Aqwa Hydrodynamische Analyse bewegter Mehrkörpersysteme ANSYS Aqwa befasst sich mit der überwiegenden Mehrheit der hydrodynamischen Analyse-Anforderungen aller Arten von Offshore-und Marinestrukturen, wie z.b.: SPARs, FPSOs, Semi-Submersibles, Tension leg platforms, Ships, Renewable Energy Devices, Breakwaters. Der Kurs gibt eine Einführung in die Geometrievorbereitung und Vernetzung, die für die Berechnungen mit ANSYS Aqwa nötig sind. Er befasst sich mit dem Modul Aqwa Diffraction, das für die Untersuchungen von primären hydrodynamischen Parametern genutzt werden kann, um komplexe Bewegungen und eine Response-Analyse durchzuführen. Des Weiteren beinhaltet der Kurs die ANSYS Aqwa Suite zur Simulation vertäuter, befestigter oder anderweitig interagierender Körper. Die Berechnungen erfolgen im Frequenz- und/ oder Zeitbereich. Der Kurs richtet sich an Konstrukteure und Berechner im Schiffsbau und Offshorebereich. 18

20 OFFSHORE ANSYS Structural Offshore ANSYS Mechanical für Offshorestrukturen Zur Bearbeitung strukturmechanischer Fragestellungen speziell in der Offshore-Technologie hat ANSYS in der Vergangenheit das bekannte Produkt ASAS angeboten. Um die Vorteile der ANSYS Workbench nutzen zu können, ist dieses Produkt nun teilweise in den weitverbreiteten ANSYS Strukturlöser integriert und erweitert dessen Einsatzbereich auf das Gebiet der Offshore-Anlagen. ANSYS Workbench bietet einfache Kopplungsmöglichkeiten zur Berücksichtigung von Boden-Pfahl- Interaktionen, Ermüdungsverhalten und Code-Checking der Offshore-Struktur. Der zweitägige Kurs beinhaltet die Einführung in alle erforderlichen Schritte zur Erstellung einer Strukturanalyse von Offshore-Jacket-Strukturen. Er umfasst einen Einstieg in die Geometriegenerierung mit dem DesignModeler, bietet eine Einführung in den ANSYS Strukturlöser (ANSYS Structural) und beleuchtet am 2. Tag spezielle Fragestellungen der Offshore-Technologie. Hierzu gehören die Definition der Wellenlast, Ermüdungsanalysen, Berücksichtigung der Wechselwirkung zwischen Struktur und dem Meeresboden, sowie das Code-Checking. Der Kurs richtet sich an Ingenieure und Konstrukteure mit Erfahrungen im Offshore-Bereich. 19

21 ELEKTROMAGNETIK ANSYS Maxwell Maxwell 2D/3D Entwicklern von elektromagnetischen Systemen wird gezeigt, wie das Programm 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 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. 20

22 ELEKTROMAGNETIK ANSYS HFSS HFSS (High Frequency Structure Simulator) ist der Industriestandard für alle Arten der elektromagnetischen 3D Feldberechnung für Antennen, Radarapplikationen, sowie drahtgebundene Kommunikationssysteme und EMV-Fragestellungen. Durch die einzigartige adaptive Vernetzungstechnologie ist die Genauigkeit der Ergebnisse unübertroffen. Neuerdings steht auch eine 3D-Layoutschnittstelle zur Verfügung. EinführendwirdaufMerkmaleundEigenschaftenderFinitenElementeSimulationfürelektromagnetische Analysen eingegangen. Anhand von praktisch orientierten Schritten werden wesentliche Funktionen und Möglichkeiten des Programms HFSS behandelt: Erstellung von dreidimensionalen Modellen, Geometrie-Import-Funktionen und parametrische Variationen Materialzuweisung und Umgang mit Materialbibliotheken Definition von elektromagnetischen Anregungen und Randbedingungen Lösereinstellungen Effiziente Ansätze zum Geometrie-Healing und zur Vernetzung Ergebnisdarstellung (z.b. S-Parameter, Strahlungsdiagramme, lokale Feldauswertung ) Optimierungen und parametrische Analysen Verknüpfung der elektromagnetischen Lösung zu anderen Lösungsverfahren (z.b. Co-Simulation diskreter Schaltungen in Designer) Im Verlauf des Kurses werden typische in der Hochfrequenztechnik auftretende Problemstellungen an einfachen, vom Teilnehmer selbst aufgesetzten Fallbeispielen in HFSS behandelt. Die Kursteilnehmer werden in die Lage versetzt, selbständig eigene Aufgabenstellungen in einem korrekten elektromagnetischen Modell zu modellieren und auszuwerten. Der Kurs richtet sich an Anwender und Interessierte, die das hochfrequente elektromagnetische Verhalten dreidimensionaler Strukturen effizient berechnen sowie deren Eigenschaften modellieren, Feldverteilungen auswerten und Optimierungen durchführen wollen. Vorausgesetzt werden Grundlagenkenntnisse der Hochfrequenztechnik. 21

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