FT-Interaktion
Die Kopplung zwischen Strömungs- und Temperaturfeldsimulation wird immer dann erforderlich, wenn für die Ergebnisgüte die vereinfachende Abschätzung der Wärmeübergangsbedingungen nicht mehr ausreichend ist. Da die gängigen CFD Solver für thermische Betrachtungen neben dem Fluid- auch die Strukturvolumen abbilden können, ist eine integrierte Multiphysik-Simulation sehr gut und einfach möglich.
Die Gründe, die gegebenenfalls trotzdem für einen separierten Ansatz zur Lösung der multidisziplinären Aufgabenstellung sprechen, sind individuell verschieden. Wird beispielsweise das Strukturmodell später noch für andere Analysen verwendet und daher ohnehin benötigt, macht eine doppelte Vernetzung der Strukturbauteile nur wenig Sinn. Auch besitzen die FEM Solver bessere Möglichkeiten, die Strukturen vereinfacht und damit mit weniger Elementen zu beschreiben, beispielsweise ein Schalenmodell von flächigen Bauteilen anstatt Volumenelementen.
Wird der Wärmetransport zwischen Fluid und Struktur in erster Linie durch erzwungene Konvektion verursacht, ist die Rückkopplung der Bauteiltemperaturen auf die Strömungsergebnisse meist gering. In diesem Fall kann die Verknüpfung auch unilateral erfolgen. Bei freier Konvektion hingegen ist die Wechselwirkung deutlich ausgeprägter und eine vollständige bilaterale Kopplung wird oft notwendig.
Die Daten, die von der Strömungssimulation an die Temperatursimulation übergeben werden, sind die lokalen Fluidtemperaturen und der zugehörige Wärmeübergangskoeffizient. Im Falle einer vollständigen Kopplung fliessen die lokalen Wand- oder Oberflächentemperaturen zurück zur Strömungsanalyse.
