[[Inhaltsverzeichnis(1)]] ''"Die numerische Strömungsmechanik, die auch unter der Abkürzung CFD (computational fluid dynamics) bekannt ist, ist eine etablierte Methode der Strömungsmechanik. Sie hat das Ziel, strömungsmechanische Probleme iterativ mit numerischen Methoden zu lösen (bspw. Gauss-Verfahren). Die verwendeten Strömungsgleichungen heißen Navier-Stokes-Gleichungen (Impuls- und Massenerhaltung). Durch Vereinfachungen und Annahmen ist es möglich vereinfachte Strömungsgleichungen wie der Potential- oder Eulergleichung zu erhalten. Die numerische Strömungsmechanik bietet eine kostengünstige Alternative zu Versuchsreichen (bspw. Windkanal-Versuche, Geometrieoptimierung) und ermöglicht es Strömungsparameter zu analysieren, die messtechnisch nicht messbar sind (turbulente kinetische Energie, Wirbelviskosität etc.)."'' Quelle: Numerische Strömungsmechanik - Ferziger, Joel H., Peric, Milovan, 2008 Beispiel: Simulation eines Zylinders in einer Strömung mit [wikipedia:Wirbelstra%C3%9Fe :Kármánscher Wirbelstraße] ([http://gfs.sourceforge.net/examples/examples/cylinder.html#htoc4 Bildquelle]) [[Bild(zylinder.png)]] Diese Seite soll einen Überblick über die für Linux bzw. Ubuntu nativ verfügbaren Open-Source- Strömungssimulationsprogramme geben. = Arbeitsschritte = Die Bearbeitung von strömungstechnischen Problemen mithilfe der Strömungssimulation gliedert sich in vier Arbeitsschritte: {{{#!vorlage Tabelle Arbeitsschritte +++ 1. Vorbereitung 2. Preprocessing 3. Solving 4. Postprocessing +++ Erzeugung der "Fluid-Geometrie" in einem [:CAD:]-Programm Vernetzen (Meshing) der "Fluid-Geometrie" Definieren der Fluid- und Randbedingungen und Lösung mit Hilfe der Modellgleichungen Grafische Aufbereitung und Darstellung der Ergebnisse +++ <:>[[Bild(Step-CAD.png, 200)]] <:>[[Bild(Step-Mesh.png, 200)]] <:> <:>[[Bild(Step-Post.png, 200)]] }}} Die meisten Strömungssimulationsprogramme enthalten Solver und ein Postprocessing-Programm. = Preprocessing/Meshing = {{{#!vorlage Tabelle Preprocessing/Meshing +++ Programm Beschreibung Installation +++ [https://ngsolve.org/ Netgen] {en} 3D-Vernetzungsprogramm mit vielen Import- und Exportformaten, gute Bedienbarkeit, leider schlecht Dokumentation der vielen Funktionen '''netgen''' (''universe'') +++ [http://geuz.org/gmsh/ Gmsh] {en} 3D-Vernetzungsprogramm, Bedienung "Mac-like" '''gmsh''' (''universe'') +++ [http://www.discretizer.org Discretizer] {en} einfacher 3D-Geometriemodeller mit integrierter Vernetzungserstellung, auf die Weiterverarbeitung der Modelle mit [:Archiv/OpenFOAM:] optimiert, Bedienung sehr einfach [http://www.discretizer.org/node/2 Programmdownload] {dl}, [:Packprogramme:tgz-Archiv] entpacken +++ [http://www.discretizer.org Discretizer::Setup] {en} GUI für [:Archiv/OpenFOAM:], Netzimport aus verschiedenen 3D-Vernetzungsprogrammen möglich [http://www.discretizer.org/node/2 Programmdownload] {dl}, [:Packprogramme:tgz-Archiv] entpacken }}} = Solving und Postprocessing = {{{#!vorlage Tabelle Solving und Postprocessing +++ Solver-Programm Post-Programm Beschreibung Installation +++ [http://www.csc.fi/elmer Elmer] {en} [http://www.csc.fi/elmer Elmer Post] {en} Eignet sich, um 2- oder 3-dimensionale Berechnungen durchzuführen. Bedienung durchgängig über GUI. '''elmer''' (''universe'') +++ [:Archiv/OpenFOAM:] [https://www.paraview.org Paraview] {en} Früher kommerzielles 2D und 3D Strömungssimulationsprogramm, seit 2005 Open Source. Mit umfangreicher Dokumentation. siehe [:Archiv/OpenFOAM:] +++ [github:firemodels/fds-smv:Fire Dynamics Simulator (FDS)] {en} [github:firemodels/fds-smv:Smokeview (SMV)] {en} Simulation von Bränden (siehe auch [:Archiv/FDS-SMV:]) [https://firemodels.github.io/fds-smv/downloads.html Programmdownload] {dl}, [:Packprogramme#tar.gz-tar.bz2:tgz-Archiv] entpacken +++ [http://gfs.sourceforge.net/wiki/index.php/Main_Page Gerris] {en} - Solver zum Lösen von partiellen Differentialgleichungen '''gerris''' (''universe'') }}} = Verwendung von Open-Source-Programmen = {{{#!vorlage Tabelle Arbeitsschritte unter Verwendung von Open-Source-Programmen +++ CAD <:>Austauschformat <:>Mesher <:>Austauschformat <:>Solving und Postprocessing +++ Salome <:>STL Netgen <:>netgenneutral OpenFOAM mit Paraview +++ Free-CAD <:>STL Discretizer-Setup <:>- (in Discretizer-Setup integriert) OpenFOAM mit Paraview +++ Discretizer <:>- Discretizer <:>- (in Discretizer integriert) OpenFOAM mit Paraview }}} = Links = * [http://www.caelinux.com/CMS/ CAELinux] {en} - Live-DVD mit viel Software für den CAD-, FEM- und CFD-Bereich # tag: Bildung, Wissenschaft, FEM, Forschung