ANSYS CFX wird seit über 20 Jahren zur Analyse und Optimierung von rotierenden Systemen eingesetzt und ist marktführend auf diesem Gebiet. Ausgereifte und effiziente Algorithmen zur Modellierung von Rotor-Stator Wechselwirkungen stehen zur Verfügung.

Für die Auslegung und Optimierung der folgenden Komponenten und Maschinen wurde ANSYS CFX bereits erfolgreich eingesetzt:

• Pumpen,
• Verdichter,
• Ventilatoren,
• Turbinen,
• Propeller,
• Diffusoren,
• Leitschaufeln,
• und vieles mehr.

Das Generalised Grid Interface (GGI) erlaubt das beliebige Zusammenfügen von beliebigen Teilgittern. Weder die Knotenverteilung noch die Gitterstruktur müssen an der gemeinsamen Schnittfläche übereinstimmen. Durch das Generalised Grid Interface wird die Netzgenerierung einfacher und schneller. Das gesamte Rechengebiet kann in einfachere Teilgebiete zerlegt werden, die separat mit der jeweils optimalen Topologie vernetzt werden können.

Die per GGI verbundenen Teilgebiete können sich gegeneinander verschieben bzw. mit unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten drehen. ANSYS CFX bietet verschiedene Interpolationstechniken, die eine stationäre oder transiente Simulation derartiger Problemstellungen erlauben.

ANSYS CFX bietet sowohl transiente als auch stationäre Modelle zur Simulation von Rotor-Stator Wechselwirkungen.

Bei der transienten Simulation werden die tatsächlichen zeitabhängigen Wechselwirkungen zwischen den stehenden und rotierenden Komponenten modelliert. In jedem Zeitschritt werden die rotierenden Komponenten entsprechend ihrer jeweiligen Drehzahl weiterbewegt. Für die transiente Simulation steht eine sehr genaue zeitliche Diskretisierung zweiter Ordnung zur Verfügung.

Neben dem transienten Modell bietet ANSYS CFX zwei außerordentlich effiziente stationäre Modelle zur Simulation von Rotor-Stator Wechselwirkungen. Bei dem "Multiple Frame of Reference" Modell (MFR) werden die verschiedenen Komponenten in ihrem jeweiligen Referenzsystem betrachtet, so dass die Strömung in den einzelnen Komponenten als stationär angesehen werden kann. Die Referenzsysteme werden dann über das "Stage" oder das "Frozen Rotor" Interface miteinander gekoppelt:

• Beim Stage Interface werden alle Flüsse und Variablen in Umfangsrichtung gemittelt, während die radiale Verteilung erhalten bleibt. Typische Anwendungsgebiete des Stage Interfaces sind Rotor-Stator Wechselwirkungen zwischen den Stufen einer Turbomaschine.
• Die Frozen Rotor Methode ist ebenfalls ein stationäres Modell. Im Gegensatz zum Stage Interface findet hier aber keine Umfangsmittelung der Strömungsgrößen statt, sondern nur ein Wechsel in das jeweilige Bezugssystem. Das Frozen Rotor Interface kommt dann zum Einsatz, wenn die Variation der Strömung in Umfangsrichtung sehr stark ist. Beispiele dafür sind Rührkessel mit Strombrechern oder Wechselwirkungen zwischen Laufrad und Spirale.

Die stationären und transienten Modelle können auch gleichzeitig in einer Simulation verwendet werden.