Mit Strömungssimulationen Gewebestrukturen optimieren

Dabei wird zuerst die obere Gewebestruktur, welche für eine gleichmäßige Abscheidung zuständig ist, entwickelt. Erst danach wird die untere Gewebestruktur, die die Festigkeit und Haltbarkeit des Gewebes garantiert, hinzu konstruiert. Das Gewebe muss angefertigt und kostenintensive Tests auf Produktionsmaschinen durchgeführt werden. Die Ergebnisse der Versuche zeigen schließlich die Wirkung des kompletten Gewebes auf, und nicht, welcher Teil negativen Einfluss auf ein schlechtes Gesamtergebnis hat.

Nun gibt es die Möglichkeit, diese Einflüsse mit Strömungssimulationen (CFD, Computational Fluid Dynamics) schon in der Entwicklungsphase des Gewebes zu untersuchen und zu beurteilen, sowie Optimierungen kostengünstig am Rechner durchzuführen, bevor ein Gewebe überhaupt erstmals gefertigt wird. In einem Kooperationsprojekt zwischen dem IMH – Institut für Modellbildung und Hochleistungsrechnen der Hochschule Niederrhein und dem Georgia Institute of Technology, Atlanta (USA), wurde dieser Sachverhalt an einem strukturgebundenen Formationssieb mit moderner Technik untersucht.

Das IMH führte mit Hilfe von CFD Strömungssimulationen durch, welche die Strömungsmuster im Gewebe sichtbar machen. Diese wurden parallel durch Experimente an der Georgia Tech mittels Magnetic Resonance Imaging (MRI) validiert. Es konnte festgestellt werden, dass die untere Gewebestruktur einen Einfluss auf das Abscheideverhalten der oberen hat. Diese Informationen sind experimentell nur sehr schwierig oder gar nicht zu erhalten.

Kontakt:

IMH – Institut für Modellbildung und Hochleistungsrechnen der Hochschule Niederrhein
Prof. Dr.-Ing. Peter Farber
Tel.: +49 2151 822 5038 (-4728)
peter.farber@hsnr.de

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Die Materialwissenschaft bezeichnet eine Wissenschaft, die sich mit der Erforschung – d. h. der Entwicklung, der Herstellung und Verarbeitung – von Materialien und Werkstoffen beschäftigt. Biologische oder medizinische Facetten gewinnen in der modernen Ausrichtung zunehmend an Gewicht.

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