Free Surface 3D (FS3D)

Hier finden Sie Informationen über das hauseigene DNS Programm FS3D.
[Foto: K. Schulte (ITLR)]

Das CFD-Programm FS3D (Free Surface 3D) wird seit mehr als 20 Jahren am ITLR eingesetzt und stetig weiterentwickelt. Zur Lösung der inkompressiblen Navier-Stokes Gleichungen wird die direkte numerische Simulation (DNS) eingesetzt. Dies bedeutet, dass keine Turbulenzmodelle verwendet werden, die auftretenden Strömungsphänomene werden durch eine entsprechend feine räumliche und zeitliche Auflösung erfasst. Um dem damit einhergehenden, hohen Rechenaufwand gerecht zu werden, ist FS3D mit Hilfe der MPI-Bibliotheken sowie OpenMP parallelisiert, so dass auch komplexe Probleme untersucht werden können.

Um Strömungen mit mehreren Phasen beschreiben zu können, arbeitet FS3D nach der Volume-of-Fluid (VOF) Methode. Die Verteilung der Phasen im Rechengebiet wird dabei durch weitere Feldvariablen repräsentiert. Für den Fall einer zweiphasigen Strömung wird nur eine Variable f benötigt, die nach ihrer Definition nur Werte zwischen 0 und 1 annehmen kann. Aus den Werten dieser f-Verteilung wird mit Hilfe des PLIC (piecewise linear interface calculation)  Verfahrens die eigentliche Phasengrenzfläche rekonstruiert.

Anwendungsbeispiele

  • Tropfenaufprall
  • Wärme- und Stoffübergang an stark deformierten Tropfen
  • Ventilkühlung
  • Aufstiegsverhalten von Gasblasen
  • Turbulente Einströmung
  • Experimentelle Validierung am Beispiel einer Wandkollision
  • Verdampfender Tropfen

Ihre Ansprechpartner

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Prof. Dr.-Ing. habil.

Bernhard Weigand

Direktor

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Prof. Dr.-Ing.

Jens von Wolfersdorf

Stellvertretender Direktor

 

Susanne Stegmeier

Sekretariat/Verwaltung

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