Optimaler Wärmeübergang zwischen Fluid und Festkörpern ist für viele Anwendungsgebiete von überragender Bedeutung. Bei komplexen Fragestellungen, wie sie in der Industrie typisch sind, genügen rein analytische Betrachtungen auf der Basis von Korrelationen oft nicht, um den geforderten Wirkungsgrad und die gewünschte Funktionssicherheit zu gewährleisten. Für die strömungs- und wärmetechnische Optimierung ist die genaue Kenntnis der lokalen Wärmeübergänge unabdingbar.

Beispiele für Wärmeübergangsberechnungen mit ANSYS CFX sind:

• Kühlung von
• Turbinenschaufeln
• Zylinderköpfen
• Motorblöcken
• Optimierung von Platten- und Rohrwärmetauschern
• Wärmehaushalt in elektronischen Bauteilen
• Simulation der Behaglichkeit in Innenräumen
• und vieles mehr

Das Kühlen bzw. Erwärmen von Prozessgasen und Flüssigkeiten spielt in vielen Anwendungen eine wichtige Rolle. Dabei müssen neben der Strömung oft unterschiedlichste physikalische Phänomene, wie z.B. Verbrennung, Strahlung, Verdampfung, Kondensation, Wärmeleitung im Festkörper, usw. berücksichtigt werden.

Aufgrund der herausragenden Vernetzungmöglichkeiten von ANSYS CFX und der Kombinierbarkeit der physikalischen Modelle unabhängig vom verwendeten Rechengitter können diese komplexen Fragestellungen in kurzer Zeit bearbeitet werden.

Ein besonderes Highlight ist die enge Kopplung von ANSYS CFX mit dem ANSYS FEM-Solver. Dadurch können die thermischen und mechanischen Spannungen in den Bauteilen sofort im selben Modell berechnet werden. Diese integrale Simulation der Fluid-Struktur-Wechselwirkung eröffnet weitreichende Optimierungsmöglichkeiten bezüglich Wirkungsgrad und Lebensdauer der Apparate.

Die Qualität einer Strömungssimulation mit Wärmeübergang hängt wesentlich vom Turbulenzmodell und den verwendeten Wandfunktionen ab.

ANSYS CFX bietet mit dem SST-Turbulenzmodell in Verbindung mit der automatischen Wandfunktion sowie dem Transitionsmodell außerordentlich genaue und trotzdem effiziente Modelle, die speziell bei der Simulation von Wärmeübergangsproblemen große Vorteile gegenüber anderen Verfahren bietet.

Das SST-Modell wurde umfangreich validiert und wird von der NASA als das beste Turbulenzmodell seiner Klasse eingestuft.