CFdesign Inventor Demos

Definition von Upfront CFD

Wir entwickeln seit mehr als 13 Jahren CFdesign-Software für Entwicklungs- und Konstruktionsingenieure und konnten uns während dieser Zeit ein sehr genaues Bild von unseren Kunden machen. Wir haben bei unseren Kunden die folgenden wichtigsten Gemeinsamkeiten erkannt:

1)	Unsere Kunden beschäftigen sich nicht hauptsächlich mit CFD und möchten keine Experten auf diesem Gebiet werden.
2)	Das Lösen von Strömungs- und Wärmeübertragungsproblemen ist nur ein Teilbereich ihres Aufgabengebiets.
3)	Sie sind fähige Ingenieure mit soliden Kenntnissen im Bereich Strömungs- und Wärmedynamik.
4)	Die von den Ingenieuren entwickelten Produkte und die Herausforderungen, die ein leistungsoptimiertes Produktdesign an sie stellt, können sehr komplex sein.
5)	Ein wichtiges Ziel unserer Kunden ist es, bereits in der ersten Entwicklungsphase Antworten zu finden und Wissen zu erlangen.
6)	Sie sind pragmatische Anwender von Technologie. Die Simulation muss in den vorhandenen Workflow integriert werden können und einen wertschöpfenden Leistungsvorteil bieten, der das Hinzufügen einer weiteren Softwareanwendung zur ohnehin schon reichlich bestückten Softwaresammlung rechtfertigt.

Wie wirkt sich das Kundenprofil auf die Definition von Upfront CFD aus? In erster Linie zeigt es uns, dass herkömmliches CFD nicht ausreichend neu konfiguriert oder durch Reverse Engineering nachgebildet werden kann, um den Anforderungen dieser Zielgruppe gerecht zu werden. Sie können es sich nicht leisten, Geld und Zeit in Tools zu investieren, die nicht speziell darauf ausgelegt sind, ihre beruflichen Ziele zu erreichen.

Der erste Grundsatz von Upfront CFD

Der erste Grundsatz von Upfront CFD lautet, dass alle Geometrieänderungen im MCAD-System vorgenommen werden müssen und dass das CFD-Tool diese Änderungen automatisch und verzögerungsfrei erkennen und ohne Verlust von Produktdaten in Designänderungen umsetzen muss. Dieser logische Ansatz ist in der heutigen CFD-Welt nicht sehr geläufig, da die "echte" Geometrie aus dem MCAD-System für herkömmliche CFD-Netz-Tools zu kompliziert ist. In der Konstruktionswelt ist dieser Aspekt weniger relevant, weil die Problemlösung hier hauptsächlich auf der Methode der finiten Elemente basiert.

Die Methode der finiten Elemente besitzt gegenüber dem älteren Ansatz des finiten Volumen, der von den Anbietern herkömmlicher CFD-Systeme verwendet wird, zwei wesentliche Vorteile: 1) Finite Elemente können Elemente mit anderen Formen und Geometrien einfach und natürlich aufnehmen. 2) Die Theorie hinter der Methode der finiten Elemente basiert eher auf Mathematik und nicht wie die Lösungen der finiten Volumen auf Physik. Die Methode der finiten Elemente liefert die beste Lösung (bei der die Restströme global minimiert werden) für ein bestimmtes Netz und ist toleranter gegenüber großen Seitenverhältnissen und verzerrten Elementen. Dies ist ein großer Vorteil beim Entwurf geometrisch komplexer Modelle. Die Methode der finiten Elemente bietet die geometrische Flexibilität und Stabilität, die für eine umfassende Verwendung in der Entwurfsphase des Produktzyklus entscheidend sind. Dies ist ein wichtiger Grund, warum CFdesign eine leistungsfähige Lösung für Entwicklungs- und Konstruktionsingenieure ist.

Durch die Umsetzung dieses ersten Grundsatzes muss der Produktentwurf nicht mehr in eine Analyseumgebung importiert oder übersetzt werden - ein Vorgang, bei dem das in der MCAD-Umgebung zugewiesene produktspezifische Wissen (Teile-IDs, Materialeigenschaften usw.) verworfen wird und nur reine Geometriedaten übrig bleiben. Bei diesem Vorgang wird das Konstruktionsteil von wesentlichen Produktdaten wie die Materialstückliste, Konstruktionseinschränkungen, Werkzeugbahnen und Zeichnungen getrennt. CFdesign verwendet das CAD-Modell zum Steuern der CFD-Simulationen und das CAD-System für alle geometrischen Änderungen und schafft dadurch enorme Leistungsvorteile für den Benutzer, den Prozess und das Unternehmen.

Upfront CFD ist keine Low-End-Anwendung

In letzter Zeit war eine Zunahme an CFD-Anwendungen zu verzeichnen, die als "Minimalversion" oder "Low-End" klassifiziert wurden, aber dennoch als CAD-integrierte Anwendungen für die Entwurfsebene vermarktet wurden. Diese Tools enthalten nur einen Teil der Funktionen zur Strömungs- und Wärmeübertragungssimulation, die in herkömmlichen CFD-Paketen bereitgestellt werden, sind aber von einer echten Lösung weit entfernt. Die Entwickler dieser Low-End-Tools verzichten auf wesentliche Simulationsfunktionen, um die Software benutzerfreundlicher zu gestalten - ein Beweis dafür, dass sie die Anforderungen der Upfront CFD-Kunden noch immer nicht verstanden haben. Zu den Aufgaben von Entwicklungs- und Konstruktionsingenieuren gehört das Lösen von schwierigen Problemen, die laminare, turbulente und sogar instabile Strömungen beinhalten. Sie werden regelmäßig mit komplexen Herausforderungen hinsichtlich der Wärmeübertragung konfrontiert, die Wärmestrahlung, natürliche und erzwungene Wärmekonvektion, Joule-Erwärmung usw. umfassen. Zum Bewältigen dieser Herausforderungen ist mehr und nicht weniger analytische Leistung erforderlich.

Unsere Lösung ist weit von einer Low-End-Technologie entfernt. Wir stellen eine CAD-integrierte Umgebung bereit, die mit dem gesamten Spektrum an Analysefunktionen ausgestattet ist und gleichzeitig benutzerfreundlich und einfach zu erlernen ist. Einfachheit ist die ultimative Perfektion.

Wir sind der Ansicht, dass der Erfolg von Upfront CFD nicht von mathematischen oder wissenschaftlichen Durchbrüchen abhängt. Entscheidend für den Erfolg ist das Wissen über die Anforderungen und Wünsche unserer Kunden, das sich in unseren Produkten widerspiegelt.