Mikrostruktursimulation
Mikrostruktursimulation
Um die physikalischen Effekte in den zellularen Strukturen zu untersuchen, ist es vorteilhaft die einzelnen Strukturstege und Oberflächen im Detail aufzulösen. Damit verbunden ist eine feine Diskretisierung der Modelle (für CFD wie auch FEM). In der Regel können allerdings nur Ausschnitte aus einem Gesamtsystem modelliert werden, da diese Art von Modellen eine sehr große Anzahl von Berechnungszellen benötigt. Mit parallelen Rechensystemen wie z.B. Berechnungsclustern (TinniT setzt parallele Verfahren bereits seit vielen Jahren ein) und einer parallelisierten Berechnungssoftware lassen sich selbst für diese hochauflösenden Mikrostrukturmodelle die notwendigen Erhaltungsgleichungen lösen. Durch eine geeignete Approximation der Lösung aus den Mikrostrukturmodellen auf "größere" Applikationen kann dann gezielt das zellulare Material als poröse Struktur abgebildet werden und die Rechenzeiten bleiben selbst für reale Dimensionen überschaubar. Mikrostruktursimulationen werden von TinniT für eine Vielzahl von zellularen Materialien eingesetzt:
- Abstandsgewirke
- Schaumstrukturen
- Medizinische Filter
- Stegstrukturen
Für die Berechnung können der TinniT-eigene CFD-Löser TinFlow sowie die Programme Pace3D (Phasenfeldmethode) des Instituts IAM (KIT) oder auch OpenSource CFD-Programme wie OpenFOAM verwendet werden.
Berechnete Temperatur- und Geschwindigkeitsverteilung in einem Abstandsgewirke
