Workshop zur numerischen Strömungssimulation an der HSBI

Das OWL Kompetenzzentrum für Virtual Prototyping & Simulation (ViProSim) e.V. wurde 2006 auf Initiative des Branchennetzwerks OWL MASCHINENBAU e.V. gegründet. Aktuell gehören dem Verein rund 30 produzierende Unternehmen, CAD- und Simulationssoftware-Anbieter, Hochschulen und Forschungseinrichtungen an. Der OWL ViProSim e.V. verfolgt keine kommerziellen Interessen, sondern versteht sich als Austauschplattform der verschiedenen Akteure. Um diesen regelmäßigen Austausch über aktuelle Themen und Herausforderungen ging es auch am Freitag, den 28. Juni 2024. Das mittlerweile 26. Treffen der Fachgruppe CFD fand in diesem Quartal im Hauptgebäude der Hochschule Bielefeld (HSBI) statt. Der Veranstaltungsort wechselt jeweils zwischen den Mitgliedern. 

Die rund 15 Teilnehmerinnen und Teilnehmer wurden von Prof. Dr. Martin Petry an der HSBI begrüßt und durch die Agenda des Workshoptages geführt. In seinem Fachvortrag zur Durchflussbegrenzung bei transsonischen Gasströmungen in Armaturen leitete Petry die kritische Druckdifferenz aus der Euler Gleichung ab.

Dierk Joachim, ehemaliger Student der damaligen Fachhochschule Bielefeld und heutiger Vertreter des Unternehmens Hora aus Schloß Holte-Stukenbrock sprach über den Einsatz und die Kombination verschiedener Simulationstools. An Praxisbeispielen wie dem Niederdruck-Turbinenbypassventil oder auch der Hochdruck-Dampfumformstation veranschaulichte der Maschinenbauingenieur seine Erfahrungen im Industriealltag und schlussfolgerte: „FloEFD ist ein benutzerfreundliches Simulationstool mit hinreichender Genauigkeit, auf das ich bei meiner täglichen Arbeit nicht mehr verzichten möchte.“ Im Anschluss sprach Berechnungsingenieur Norbert Schulze-Brüll zu Nutzen und Erfahrungen mit FloEFD bei Diebold Nixdorf. Darüber hinaus zeigte er die Grundlagen der Modellbildung zur Verifizierung der Systemanforderungen auf.

Wissenstransfer in die Region OWL
Unter der Überschrift „What´s new?“ verbarg sich der Fachvortrag zu Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH, deutsch: geglättete Teilchen-Hydrodynamik) von Michael Stieler, wissenschaftlicher Mitarbeiter des Fachbereichs Ingenieurwissenschaften und Mathematik.

Diese relativ neuartige Simulationsmethode wurde Anfang des Jahres in die Simulationssoftware Simcenter STAR-CCM+ von Siemens integriert. „Dieser Schritt macht deutlich, dass die SPH-Methode den Übergang von einer rein akademischen Anwendung hin zum industriellen Einsatz im Rahmen der digitalen Produktentwicklung vollzogen hat“, erklärt Stieler. Mit der sogenannten SPH-Methode können hochdynamische und geometrisch sehr komplexe Strömungssysteme simuliert werden. „So ist es zum Beispiel möglich, die Strömung der freien Oberfläche in ölgeschmierten Getrieben sehr detailreich zu untersuchen“, so Stieler weiter (siehe Abb.).

Einfluss in die Lehre an der HSBI
Neben einer soliden Grundlagenausbildung zur Strömungsmechanik setze man im Studiengang Maschinenbau auch auf die Vermittlung praxisnaher Inhalte. So würden beispielweise mehrere Praktika zur numerischen Strömungsmechanik angeboten (CFD, englisch: Computational Fluid Dynamics). „Dabei können wir auf über 12 Jahre Erfahrung mit Simcenter STAR-CCM+ in der Lehre zurückgreifen. „Der Wissensaustausch im Kompetenznetzwerk OWL ViProSim bietet auch immer eine gute Gelegenheit unsere Lehrveranstaltungen an die aktuelle Entwicklung anzupassen beziehungsweise in diesem Fall eine neue Simulationsmethode zu integrieren“, weiß Stieler. Deshalb sei auch bereits fest eingeplant, Inhalte zur SPH-Methode im Rahmen einer Projektarbeit im Bachelor sowie im CFD2-Praktikum im Masterstudium des Maschinenbaus im kommenden Wintersemester anzubieten.

Nach den Fachvorträgen nutzte man die eingeplanten Pausen zum weiteren Erfahrungsaustausch. „Die Workshops dienen dazu, dass sich die Berechnungsingenieure der unterschiedlichsten Branchen zu ihren aktuellen Problemen austauschen können. Das Format ist auch deshalb so stark, weil die vollkommen andere Perspektive auf ein Problem der anderen Teilnehmer häufig zu neuen Lösungsansätzen oder sogar zur Lösung selbst führt“, schließt Petry. (th)

 Nähere Informationen: https://www.owl-viprosim.de