Der größte Teil der Zeit in einem CFD-Projekt geht nicht in das Lösen, sondern in die Aufbereitung der Geometrie. Der Schritt sieht mechanisch aus; tatsächlich ist er eine Kette von Ingenieurentscheidungen, und falsche verfälschen das Ergebnis still.
Was entfernt werden kann
- Kosmetische Details. Logos, Schriftzüge, dekorative Fasen und Verrundungen.
- Innere Strukturen, die der Strömung verschlossen sind. Volumina, die das Fluid nicht erreichen kann.
- Kleine, thermisch unbedeutende Verbindungselemente — sofern sie nicht auf dem Wärmepfad liegen.
- Sehr kleine Verrundungen. Löst die Strömung dort ohnehin nicht ab, können sie scharfkantig ausgeführt werden.
Was nicht entfernt werden darf
- Scharfe Kanten, die die Ablösung festlegen. Eine Verrundung hinzuzufügen verschiebt den Ablösepunkt. Siehe die Notiz zur Ablösung.
- Metallische Beschläge, die Wärmebrücken bilden. Klein, aber gut leitend. Siehe die Notiz zu Wärmebrücken.
- Dichtspalte. Ein auf null gesetzter Spalt entfernt die Leckströmung und zeigt die Verteilung falsch.
- Oberflächenrauheit und Beschichtungen. Nicht als Geometrie, aber sie müssen als Randbedingung abgebildet werden.
Das Kriterium
Eine praktische Frage für die Entscheidung: Wäre die Strömung oder der Wärmepfad ohne dieses Detail anders? Ist man unsicher, ist zweimal zu rechnen und die Differenz zu messen der billigste Weg, den Streit zu beenden — und diese Messung gehört in den Bericht.
Geschlossenheit des Volumens
Das Strömungsvolumen muss geschlossen sein. Lücken zwischen Flächen, Überlappungen und freie Kanten lassen entweder die Netzerzeugung scheitern oder erzeugen still ein falsches Volumen — das Modell lässt Fluid an eine Stelle entweichen, an die es nicht gehört.
Vor dem Vernetzen zu prüfen, ob das Volumen geschlossen ist, verhindert einen erheblichen Teil jener Konvergenzprobleme, die man sonst nie versteht. Siehe die Notiz zu den Löser-Einstellungen.
Aufzeichnung
Welches Detail aus welchem Grund entfernt wurde, sollte festgehalten werden. Wenn Monate später über das Ergebnis diskutiert wird, ist diese Liste das, was die Diskussion beendet.
Referenzen
- Ferziger, J. H., Perić, M. & Street, R. L. (2020). Computational Methods for Fluid Dynamics, 4th ed. Springer. DOI: 10.1007/978-3-319-99693-6
- Celik, I. B., Ghia, U., Roache, P. J., Freitas, C. J., Coleman, H. & Raad, P. E. (2008). Procedure for estimation and reporting of uncertainty due to discretization in CFD applications. Journal of Fluids Engineering, 130(7), 078001. DOI: 10.1115/1.2960953