Unsere Kernkompetenzen in der 3D CFD Strömungssimulation

Extrusion und Werkzeuganalyse

Pumpenoptimierung

Windsimulation

Dienstleistungen

Wir offerieren Ihnen Dienstleistungen für Extrusionswerkzeuge, Ein- und Doppelschneckenextruder und Pumpen. Für Ihren Prozess, ob Werkzeug, Extrusionsschnecke, Pumpen oder andere Fluidprozesse bieten wir Einzelsimulationen an oder stehen Ihrer Konstruktion in Entwicklungsprojekten mit unserer Erfahrung und Software zur Seite.
Wir möchten Ihnen zeigen, wie mächtig unser Code ist und wie viele Einsichten es in Ihren Prozess ermöglicht. Als Neukunde ist daher eine erste Simulation für sie völlig kostenfrei!

Verbessern Sie Ihren Prozess und Produkteigenschaften und sparen sie aufwendige Versuchsreihen. Im Folgenden einige Simulationsbeispiele:

Extrusion und Werkzeuganalyse:

Eines der Kernelemente von IANUS Simulation ist die 3D CFD Strömungssimulation von Extrusionswerkzeugen und -schnecken.

Strömungssimulationen sind im Vergleich zu aufwendigen experimentellen Untersuchungen schnell durchgeführt und lassen einen detaillierten Einblick in den Prozess zu. So können diese schon in der Entwicklungsphase untersucht und optimiert werden.

Zudem können die Ursachen der folgenden Fehler schnell identifiziert werden:

  • Totzonen
  • Hotspots
  • Verwirbelungen
  • Hohe Verweilzeiten
  • Ineffiziente Auslegungen

Dadurch bietet sich Ihnen eine effiziente Produktoptimierung. Stippen oder Abrisse am Profil werden von vornherein vermieden, Kostenmehraufwand für unnötig hohes Materialaufkommen vermieden und die Energieeffizienz bestmöglich gesteigert.

Die Industrie 4.0 setzt schon seit mehreren Jahren auf Strömungssimulationen. Mit den 3D CFD Strömungssimulationen von IANUS können aber nicht nur Werkzeuge optimiert, sondern auch die Schnecken optimal ausgelegt und konfiguriert werden. Ob Ein- oder Doppelschnecke, IANUS Simulation ermöglicht Ihnen einen Einblick in Ihren Extruder. Denn: Eine optimal ausgelegte Schnecke ermöglicht den optimalen Durchsatz und die optimale Energieeffizienz.

Simulationen ermöglichen auch die Ermittlung von Kennzahlen.
Zum Beispiel von der mittleren Massetemperatur sowie Temperaturspitzen, dem Energieeintrag oder der Scherverteilung unterschiedlichster Schnecken. Dadurch lässt sich der optimale Übergang in das Werkzeug und eine Gegenüberstellung der Materialbeanspruchung ebenso leicht wie eine optimale Schneckenauslegung bzw. -konfiguration für den maximalen Durchsatz bestimmen.

Der eigens entwickelte Code Extrud3DPro basiert auf dem 3D FEM (FeatFlow) Code, weshalb die CFD Strömungssimulation nicht nur in 3D, sondern auch hochaufgelöst dargestellt werden kann.

  • Kein Trial & Error
  • Schnelle Berechnung
  • Einfache Handhabung ohne jegliche Einarbeitung
  • Kein zusätzlicher Personal- und Materialaufwand
  • Geringes Investitionsrisiko durch hohen ROI und schnelle Amortisation
  • Höhere Produkt- und Prozessqualität

Das Ziel von IANUS Simulation ist es Ihren Prozess mit höchster Qualität, bei gleichzeitig geringen Kosten, darzustellen.

„Oft hatten wir Schwierigkeiten bei einem Werkzeugwechsel und mussten lange ausprobieren, um Stippen oder Abrisse am Profil durch ein schlechtes Werkzeug zu vermeiden. Mit IANUS Simulation können wir nun im Vorfeld alles optimal produzieren, ganz ohne ewiges Nacharbeiten am Werkzeug.“

 

 

 

Pumpenoptimierung:

Die Optimierung von Pumpen und Pumpsystemen ist eines der Kernelemente von IANUS Simulation.
Auf Grundlage von CAD Dateien kann eine individuelle Fehleranalyse durchgeführt werden, die in der Regel wenige Tage dauert. Das rechnet sich, denn dadurch sinken die Kosten einer Strömungssimulation und Pumpenoptimierung immens. Dabei ergibt sich mit wenig Kapitaleinsatz ein hoher ROI (Return Of Invest) und eine kurze Amortisationszeit.

Mit einer 3D CFD Strömungssimulation können zum Beispiel Schneckenpumpen, Schraubspindelpumpen, Zahnradpumpen, oszillierende Verdrängerpumpen oder Membranpumpen optimiert werden.

Durch die Simulation und viele Erfahrungswerte lassen sich zeit- und kostenintensive Versuche weitestgehend einsparen. Für Pumpenentwickler bieten sich somit vielfältige Vorteile durch eine Simulation von IANUS:

  • Unbeabsichtigt hohe Scherbeanspruchungen
  • Kavitationen
  • Pulsationen
  • Verwirbelungen in der Pumpe
  • Ungünstige Leitungsverhältnisse vor und hinter der Pumpe

lassen sich durch eine 3D CFD Simulation deutlich minimieren und das Verschleißverhalten somit optimieren.

Neben den Pumpen kann aber auch das Gesamtsystem der Anlage, in Kombination mit der Pumpe, verbessert werden, um eine bestmögliche Verwendung im Verbund zu gewährleisten. Im Vordergrund steht dabei die Wirkungsgradoptimierung der Anlage, eine Kostenvermeidung durch mögliche Fehlkonstruktionen sowie eine größtmögliche Qualitätssteigerung der Endprodukte. Dies ist immer das höchste Ziel.

Zudem stellt die Ermittlung des optimalen Betriebspunkts (Q/h) der Anlage oftmals ein großes Problem für Anlagenbetreiber dar und lässt sich im Vorfeld durch eine Simulation der Anlagenkennlinie und der Pumpenkennlinie in kurzer Zeit bestimmen.

Das bedeutet:

  • keine Investition in besonders leistungsstarke und kostenintensive Recchnertechnik
  • enorme Zeitersparnis
  • keine aufwändigen Kosten für Bedienpersonal und dessen Einarbeitung
  • kurze Amortisationszeit = hoher ROI

Unser speziell dafür entwickelte 3D CFD Code Pump3DPro, der auf dem mehrfach ausgezeichneten FeatFlow-Konzept basiert, stellt hierfür ein sehr wirtschaftliches Hightech-Analysewerkzeug für Simulation, Berechnung und Auswertung der stattfindenden Strömungsverhältnisse dar.Durch die langjährige Erfahrung im Bereich der Strömungssimulation ist IANUS Ihr perfekter Partner für eine Optimierung Ihrer Pumpen oder Anlagen.

„Mithilfe von IANUS Simulation konnten wir unseren optimalen Betriebspunkt schnell und einfach ermitteln. Wir haben nun keine Probleme mehr mit Kavitationen in unserer Zahnradpumpe.“

 

 

 

Windsimulation:

Eines der Kernelemente von IANUS Simulation ist die 3D CFD Simulation von turbulenten Strömungen.

Die Möglichkeiten für Strömungssimulationen in diesem Bereich sind vielfältig. Neben Windsimulationen in Zuleitungen, Öfen etc. ist auch die Berechnung von Widerständen z.B. im Automobil- oder Windkraftanlagenbereich ein neuester Stand der Technik. Wärmeübertragungsvorgänge für alle turbulenten Strömungen, wie man sie beispielsweise in Öfen findet, sind mittlerweile schnell zu realisieren. Auch diverse Strahlungsmodelle, mit denen solche Einflüsse abgebildet werden können, sind vorhanden.

Im Folgenden sind einige Anwendungsbeispiele:

  • Ofenauslegungen
  • Optimierung von Rohr-Luftleitungssystemen
  • Windkraftanlagen
  • Automobil
  • Gebäudeauslegung (Wärme und Lufttranssport)

Egal ob Sie eine Verbesserte Energieeffizienz oder Leistungskennzahlen wünschen, IANUS Simulation simuliert auf Grundlage der CAD Daten Ihren Strömungsprozess. Damit können Sie Ihre Anlage oder Ihren Prozess effizient auszulegen.

 

Mögliche Fehlerquellen wie Wirbelbildungen oder ungewollte unterschiedliche Erwärmung können somit schon im Vorfeld ermittelt und vermieden werden.

Finden Sie die optimalste Geometrie für Ihren Prozess mithilfe einer Simulation und der langjährigen Erfahrung von IANUS auf dem Gebiet der Strömungssimulationen. Egal ob eine bereits vorhandene Geometrie optimiert oder komplett neu ausgelegt werden soll, IANUS Simulation hilft Ihnen schnell und einfach Ihre Ziele zu erreichen.

  • Kein Trial & Error
  • Schnelle Berechnung
  • Einfache Handhabung ohne jegliche Einarbeitung
  • Kein zusätzlicher Personal- und Materialaufwand
  • Geringes Investitionsrisiko durch hohen ROI und schnelle Amortisation
  • Höhere Produkt- und Prozessqualität

Das Ziel von IANUS Simulation ist die höchste Qualität unter dem minimalsten Aufwand für den Kunden.

 

„Dank IANUS Simulation und ihren Simulationen konnten wir schnell herausfinden, warum manche Teiglinge in unserem Ofen verbrannt sind und andere erst halb fertig waren.“

„Ohne eine Simulation von IANUS hätten wir vermutlich Ewigkeiten gebraucht, um die Ursache für unsere Problematik zu finden. Wir verstehen die Vorgänge nun deutlich besser und haben eine Menge Aufwand sparen können.“

 

 

 

Wärmetauscher:

Bei Kühlprozessen sind Fließwege, Oberflächen, Strömungsgeschwindigkeiten, Druckverluste etc. dominante Faktoren. Mit unseren Simulationen können wir diese Parameter schnell berechnen und Potentiale, z.B. im Hinblick auf die Energieeffizienz oder das Kühlverhalten, ermitteln und Ihren Prozess optimieren.

Mit unseren Simulationen können Sie ihre Wärmetauscher sehr energieeffizient optimieren um bspw. hohe Druckverluste zu vermeiden oder auch die Wärmeübertragung(-sleistung) zu steigern – auch bei trockengekühlten Wärmetauschern. Da sich diese beiden Designgrößen oftmals negativ beeinflussen, hilft eine Simulation um beides optimal und effizient auszulegen.

Mithilfe einer 3D CFD Strömungssimulationen können sie zum Beispiel:

  • Schmale oder zu hohe Verweilzeiten leicht erkennen und vermeiden.
  • Totzonen extrapolieren und somit umgehen.
  • Fouling verhindern.

 

 

Wärmetauscher:

Weitere Möglichkeiten:

Darüber hinaus gibt es zahlreiche weitere Möglichkeiten und Anwendungsfelder, wie z.B. Mischer oder Rührer, bei denen wir Sie mit unseren Simulationen unterstützen können.

Rechts ist ein Beispiel eines Rührers, in dem die unterschiedlichen Strömungs- und Mischeigenschaften dargestellt werden. Vielen Dank für die Freigabe durch Evonik Industries an dieser Stelle.

 

 

 

Ablauf einer Strömungssimulation als Dienstleistung

Es gibt zwei Grundsätze, die IANUS auszeichnen:

1. CFD-Simulationen sind vielseitig. Das heißt viele Fragestellungen, viele Ausnahmen und ein sich ständig weiterentwickelndes Forschungsfeld. Gute und schnelle Ergebnisse erfordern somit eine solide Grundlage, die wir Ihnen mit unserer Simulation für Ihren Prozess zur Verfügung stellen.

2. Wir wollen Ihren Arbeitsaufwand minimieren! Sie definieren die Ziele, wir übernehmen den Rest. Im Anschluss an die Simulation besprechen wir dann gemeinsam mit Ihnen die Ergebnisse.

Die Schritte eines Simulationsprojektes:

1. Kontakt und Absprache der Projekt- bzw. Simulationsidee mit einem Projektingenieur.

2. Festlegung der Zielsetzung (Regions of Interest, Parameter, Fragestellungen).

3. Übermittlung der Geometrie, der Verfahrens- und der Materialdaten über „IANUS FTP“.

4. Erstellung einer Simulationsdatei zur Freigabe (Geometrie & Gittergenerierung).

5. Start der Simulation.

6. Auswertung der Ergebnisse (Post-Processing).

7. Übermittlung der Ergebnisse.

Natürlich simulieren wir auch andere als die hier vorgestellten Strömungsprozesse für Sie. Sprechen Sie uns einfach an!

Ablauf einer Strömungssimulation als Dienstleistung