Pipe Flow Module

Zur Modellierung von Transportphänomenen und Akustik in Rohrnetzen

Pipe Flow Module

Kühlung eines Spritzgusswerkzeugs für ein Steuerrad: Die nicht-isotherme Rohrströmung ist vollständig mit der Wärmetransportsimulation des Werkzeugs und des Polyurethan-Teils gekoppelt.

Berücksichtigung aller Prozessvariablen bei schonender Nutzung der Computerressourcen

Das Pipe Flow Module wird für die Simulation von Fluidströmungen, Wärmeübertragung, Stoffaustausch, instationären Strömungen und akustischen Bedingungen in Rohr- und Kanalnetzen verwendet. Dieses Modul kann problemlos in jedes andere Modul der COMSOL®-Produktpalette integriert werden, um die Auswirkungen von Rohrleitungen auf größere Rohrsysteme (z. B. auf Kühlrohre in Motorblöcken oder Kraftstoffleitungen und auf mit Behältern verbundene Produktkanäle) zu modellieren. Auf diese Weise benötigen Sie bei der gesamten Modellierung von Rohrnetzen nicht so viele Computerressourcen, können aber trotzdem eine vollständige Beschreibung der Prozessvariablen in diesen Netzen vornehmen. Rohrströmungssimulationen liefern Ergebnisse bezüglich Geschwindigkeit, Druck, Materialkonzentration und Temperaturverteilung in Rohren und Kanälen. Gleichzeitig lassen sich auch die Fortpflanzung von Schallwellen und Druckstöße simulieren.

Ideal zum Modellieren von inkompressiblen Fluidströmungsregimen

Das Pipe Flow Module eignet sich zum Modellieren inkompressibler Strömungen in Rohren und Kanälen, die lang genug sind, um die Strömung als voll entwickelt bezeichnen zu können. Damit der Rohrquerschnitt nicht mit einem 2D- oder 3D-Netz vernetzt werden muss, werden Kantenelemente verwendet, die entlang der Kanten mit einer tangentialen Durchschnittsgeschwindigkeitskomponente versehen sind. Das bedeutet, dass die modellierten Variablen in den Rohrquerschnitten gemittelt werden und nur hinsichtlich der Rohrlänge variieren. Die integrierten Ausdrücke für Darcy-Reibungsbeiwerte beziehen sich auf das gesamte Strömungsregime (einschließlich laminarer und turbulenter Strömung, newtonscher und nicht-newtonscher Fluide, unterschiedlicher Querschnittsformen oder -geometrien und einer Vielzahl von Rauheitswerten für Oberflächen). Diese Ausdrücke können hinsichtlich Position im Netz oder auch direkt in Bezug auf die modellierten Variablen abgewandelt werden.

Der Druckverlust in Rohrnetzen ist nicht nur auf Reibung zurückzuführen. Das Pipe Flow Module berücksichtigt auch die Effekte von Biegungen, Verengungen, Erweiterungen, T-Stücken und Ventilen, die anhand einer umfangreichen Bibliothek an branchenüblichen Standardverlustkoeffizienten berechnet werden. Außerdem stehen auch Pumpen als strömungsinduzierende Geräte zur Verfügung. Wie bei jedem anderen Physikinterface der COMSOL-Produktpalette können Sie auch hier die zugrunde liegenden Gleichungen bearbeiten, eigene Quellen- oder Senkenausdrücke hinzufügen und eine physikalische Eigenschaft als Funktion einer beliebigen Modellvariablen angeben. COMSOL Multiphysics® bietet außerdem die Möglichkeit, Daten zur Beschreibung einer bestimmten Materialeigenschaft oder eines Prozessparameters bzw. in MATLAB® geschriebene Subroutinen zu importieren.

Geothermal Heating from a Pond Loop

Convective Flow in a Heat Exchanger Plate

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Probe Tube Microphone, Transient Model

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