gwf Wasser/Abwasser Trinkwasserkommission (Vorschau)

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Extremereignisse am Computer
CFD – ein Zukunftsthema
Am Anfang steht die Idee. Wir haben irgendwo etwas gesehen oder gehört, was uns inspiriert. Oder wir nutzen
ein Produkt, von dem wir glauben, dass wir es besser gestalten könnten. Der Phantasie des Menschen sind
glücklicherweise keine Grenzen gesetzt. Denn so entstehen neue Ideen, neue Produkte, neue Strategien.
Doch ist der Weg von der Idee
zum Produkt so frei wie die Entwicklung
einer Idee? Oft wird, nicht
nur in kleinen und mittelständischen
Betrieben, nach dem Prinzip
„Trial und Error“ geplant und produziert,
ohne das „Handwerk“ der Versuchsplanung
zu nutzen. Doch die
effektive Umsetzung bekannter und
bewährter Techniken aus der Versuchsplanung
hilft, das Problemverständnis
wesentlich zu verbessern
und dabei Kosten für die Produktentwicklung
zu minimieren.
Und was hat CFD (Computational
Fluid Dynamics) damit zu tun?
CFD weckt Ideen, CFD deckt auf,
CFD verhindert Fehler. CFD kann
vielleicht am besten mit einem
Flugsimulator verglichen werden.
Die Projektionstechnologien der
Flugsimulatoren sind mittlerweile
soweit ausgereift, dass ein angehender
Pilot den Eindruck hat, sich
in einer realen Situation in einem
echten Flugzeug zu befinden.
Sowohl reale Standardsituationen
als auch Extremereignisse können
am Flugsimulator durchgespielt
werden, ohne Menschen und Material
zu gefährden. Zudem werden
erhebliche Kosten durch die Ausbildung
in der virtuellen Realität
gespart.
Mit CFD verhält es sich ähnlich.
Vorplanungen können in einer virtuellen
Realität am Computer
durchgeführt und aus den Ergebnissen
die realen Begebenheiten
besser geplant werden. Extremereignisse
haben, bis auf mögliche
Rechnerabstürze, bei der CFD-Simulation
keine weiteren Folgen. CFD
ist somit ein Instrument für alle Vorhaben,
die sich in irgendeiner Form
mit strömenden oder ruhenden Fluiden
(z. B. Luft, Wasser, Schlämme,
Öl, flüssige Metalle u. a.) auseinandersetzen.
CFD ist ein Werkzeug,
das in vielen verfahrenstechnischen
Bereichen eingesetzt werden kann.
Hierzu gehört nicht nur die Umwelttechnik,
sondern zum Beispiel auch
die Fahrzeugindustrie, die Flugzeugindustrie,
die Lebensmittelindustrie,
die kunststoffverarbeitende
Industrie. CFD ist für angehende
Ingenieure ein Betätigungsfeld mit
Zukunft, da der Markt für CFD-An -
wendungen rasant wächst. (Quelle:
Aktionslinie Hessen- umwelttech
(2009); http://www.hessen-umwelttech.de/
mm/cfd_09_screen.pdf)
Was ist eigentlich CFD?
Der Begriff Computational Fluid
Dynamics (CFD) bezeichnet die
numerische Simulation von Strömungen.
Am Fachgebiet Wasserversorgung
und Grundwasserschutz
wird CFD praxisnah mithilfe gängiger
CFD-Software gelehrt. Ziel der
Veranstaltung „Strömungsmodellierung
– Arbeitsschritte mit CFD“ ist
es, dass die Teilnehmer mit einem
kommerziellen CFD-Programm ein
eigenes CFD-Modell komplett
eigenständig aufsetzen, rechnen
und auswerten können. „Learning
by doing“ ist hierbei ein ganz
wesentlicher Aspekt. Daher wird
jedem Studierenden ein eigener
Rechner mit der entsprechenden
CFD-Software zur Verfügung
gestellt. In einer Hausübung sollen
die zuvor eingeübten Themen an
einem praktischen Beispiel umgesetzt
werden. Der Übungsinhalt
kann vom Referenten vorgegeben
werden, willkommen sind aber
auch eigene Ideen aus der Wasserversorgung.
Weitere Informationen:
Dr.-Ing. Alexander Sonnenburg,
Leiter der Arbeitsgruppe Experimental &
Computational Fluid Dynamics,
TU Darmstadt,
Petersenstraße 13, 64287 Darmstadt,
E-Mail: a.sonnenburg@iwar.tu-darmstadt.de,
Tel. (06151) 16-3447
www.iwar.tu-darmstadt.de/wv/lehre_7/
lehrveranstaltungen_5/lehre_c_
numerisch.de.jsp
Mischprozess in 3 Bildern in einem statischen Mischer.
Wasseraufbereitungsanlage.
Juli/August 2013
798 gwf-Wasser Abwasser