Neuer Workflow: Simulationen mit Fluent und Maxwell

Ein Highlight im 2024 R1 ist die Simulation von elektrischen Lichtbögen. Dieser komplexe Vorgang wird durch den Strom beschrieben, der durch ein heißes Gas, sogenanntes Plasma, fließt. Dazu werden Simulationen mit Fluent in der Strömungsmechanik sowie mit Maxwell in der Elektromagnetik durchgeführt, die sich dann auf Basis eines System-Coupling-Moduls zusammenführen lassen.

Gekoppelte Berechnungen einfach und schnell durchführbar

Beide zu kombinieren, um daraus kritische Stellen und eventuell auftretende Probleme zu identifizieren, ist eine wichtige Aufgabe bei der Entwicklung und Konstruktion von neuen Geräten. Mit dem neuen Workflow in Ansys sind gekoppelte strömungsmechanische, thermische und elektromagnetische Berechnungen relativ einfach und schnell durchführbar, so dass jeder, und das zu jederzeit, mit entsprechenden Simulationen starten kann. Ebenso lassen sich auch elektromagnetische mit thermischen und strukturmechanischen Simulationen koppeln.

Bei der Lichtbogen-Simulation wird eine Strömungsanalyse transient berechnet. Für jeden Zeitschritt erfolgt auch elektrostatische Simulationen in Maxwell. Die elektrischen Verluste durch den Stromfluss werden nach Fluent gemappt, um so die Temperatur zu ermitteln. Diese führt wiederum zu einer entsprechenden Leitfähigkeit für den Luftkörper oder das verwendete Gas, das im Einsatz ist. Die Leitfähigkeit wird zurück zu Maxwell übertragen, um dort den veränderten Strompfad zu berücksichtigen. Die zusätzliche Übertragung der Lorentz-Kräfte ermöglicht bei entsprechendem Magnetfeld die Berechnung des so entstehenden Lichtbogens.

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