FEA · CFD · NVH · THERMIK · AKUSTIK — ENGINEERING-SIMULATION
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DATENBLATT S-02 · REV A · AKTUALISIERT SEP. 2026

S-02 · CFD

Wie wird es strömen? Lasten, Druckverluste und Temperaturen, die Sie belegen können.

Stationäre und instationäre CFD für Außenaerodynamik, Innenströmungen und konjugierte Wärmeübertragung — mit nachvollziehbaren Randbedingungen, einer Netzstudie, die das Netz belegt, und Ergebnissen, verdichtet auf die Zahlen, die Ihre Konstruktionsentscheidung braucht.

∇·(ρu) = 0∂(ρu)/∂t + ∇·(ρu⊗u) = −∇p + ∇·τΔp · F · T_max
Problemstellung einreichen Beispiel-Berichtsgliederung ↓
[✓] NDA vor dem Datenaustausch[✓] Fester Umfang & Preis[✓] Unabhängige interne Prüfung
ABB. 1 – Umströmung eines stumpfen Körpers · Stromlinien SCHEMA Strömunghohe Geschwindigkeit
S-02 · AUF EINEN BLICKSPEZ.
TYPISCHER LEISTUNGSUMFANG
Außenaerodynamik, Windlasten, Innenströmung, HLK und Luftströmung in Rechenzentren, konjugierter Wärmeübergang
LIEFERGEGENSTAND
Unterschriebener PDF-Bericht, Kraft- und Drucktabellen, Feldplots; Falldateien auf Anfrage
LIEFERZEIT
Im schriftlichen Leistungsumfang vereinbart
TURBULENZ
RANS (k-ω SST, k-ε) · URANS · skalenauflösend auf Anfrage
VERTRAULICHKEIT
NDA unterzeichnet, bevor eine Datei ausgetauscht wird
QUALITÄT
Netzkonvergenzstudie in jedem Bericht
Angebot mit festem Umfang anfordern →

01 / WANN SIE ES BRAUCHEN

Fragen, die diese Analyse beantwortet.

CFD lohnt sich, wenn die Strömung über die Auslegung entscheidet: eine Last, die sich nicht von Hand berechnen lässt, ein Druckverlust, der in jeder Betriebsstunde Energie kostet, oder eine Temperaturgrenze, die nicht überschritten werden darf.

Wir beginnen mit der Größe, die Sie brauchen – Kraft, Druckverlust, Temperatur – und dimensionieren das Modell danach.

Q1Welche Windlast wirkt tatsächlich auf das Tragwerk oder die Einhausung?→ Externe RANS + Druckverteilung für die FEA
Q2Warum ist der Druckverlust höher als der Auslegungswert?→ Innenströmung, Aufschlüsselung der Verluste
Q3Bleibt die Anlage unter ihrer Temperaturgrenze?→ Konjugierter Wärmeübergang (CHT)
Q4Wo entstehen im Raum Hotspots und Rezirkulation?→ Luftströmungsstudie · Rechenzentrum / HLK
Q5Ist die Strömung stationär — oder löst sie Wirbel ab und schwingt?→ URANS, Kraftverläufe & Spektren
Q6Welche dieser Entwurfsvarianten schneidet am besten ab?→ Parametrische CFD / DoE

02 / LIEFERUMFANG

Was Sie erhalten. Schriftlich, bevor wir beginnen.

Jeder Punkt ist im Leistungsumfangsdokument aufgeführt, das Sie freigeben. Nichts auf dieser Liste ist am Ende eine Überraschung.

PDF

Technischer Bericht

Umfang, Annahmen, Modell, Randbedingungen, Ergebnisse und Schlussfolgerungen. Unterschrieben und revisionsgeführt.

XLSX · PDF

Kraft- & Drucktabellen

Integrierte Kräfte und Momente, Druckverluste, Strömungsaufteilungen und Temperaturen je Fall und Variante.

IM BERICHT

Feldplots

Geschwindigkeit, Druck und Temperatur auf den Ebenen und Flächen, die das Ergebnis erklären.

AUF ANFRAGE

Druck- & Temperaturkarten

Oberflächenlasten für die Struktur- oder thermische Analyse exportiert, auf Ihr Netz abgebildet.

ANHANG

Verifikationsanhang

Netzkonvergenzstudie (GCI), Residuen- und Monitorverlauf, Massen- und Energiebilanz.

IM BERICHT

Konstruktionsempfehlungen

Woher Verluste, Hotspots oder Ablösungen kommen und welche Änderungen sie verringern.

3 H ONLINE

Ergebnisbesprechung

Eine Durchsprache mit Ihren Ingenieuren. Fragen werden beantwortet und in der finalen Revision festgehalten.

Überarbeitungsrunde

Neuberechnung bei Konstruktionsänderungen im vereinbarten Umfang, mit Revisionsprotokoll im Bericht.

03 / METHODEN

Die richtige Analyse für die Fragestellung – nicht die teuerste.

Turbulenzmodell, Zeitbehandlung und Wandauflösung werden nach der Größe gewählt, die Sie brauchen – dann zeigt eine Netzstudie, dass die Antwort nicht vom Netz abhängt.

ABB. 0 – Umströmung eines stumpfen Körpers (schematisch)
ANALYSEEINSETZEN, WENNWICHTIGSTES ERGEBNISTYPISCHE REFERENZ
Stationäres RANSZeitlich gemittelte Lasten, Druckverlust und Strömungsaufteilung in einer statistisch stationären StrömungKräfte, Δp, Geschwindigkeits- und Druckfelderk-ω SST · k-ε
Instationär (URANS)Wirbelablösung, pulsierende Zuströmung, Anfahrvorgänge und anderes zeitabhängiges VerhaltenKraftverlauf und Spektren, Strouhal-ZahlZeitschrittstudie inbegriffen
Konjugierter WärmeübergangWärme geht zwischen Fluid und Festkörper über — Elektronik, Gehäuse, WärmeübertragerFestkörper- und Fluidtemperaturen, Wärmeübergangskoeffizienten→ mit S-04 Thermal
WindlastenGebäude, Einhausungen und Anlagen, deren Form die normativen Druckbeiwerte nicht abdeckenc_p-Verteilungen, resultierende Kräfte, Druckverteilung für die FEAEN 1991-1-4 §1.5 · ASCE 7
Innenströmung & DruckverlustKanäle, Verteiler, Ventile, Filter und KühlkreisläufeΔp über Volumenstrom, Verlustbeiwerte, Strömungsgleichförmigkeit
Mehrphasenströmung / freie OberflächeSchwappen, Sprühen und Phasentrennung — auf AnfragePhasenverteilung, Lasten auf Wände
Skalenauflösend (LES / DES)Wo RANS bekanntermaßen versagt: massive Ablösung, aeroakustische QuellenInstationäre Felder und SpektrenAuf Anfrage · → S-05 Akustik
ABB. 2 — Wandnahe Auflösung — das WandgesetzSCHEMA
y⁺ ≈ 1 · aufgelöste Wand 30 < y⁺ < 300 · Wandfunktionen u⁺ = y⁺ Übergang u⁺ = (1/κ) ln y⁺ + B 1 5 30 300 log y⁺ → u⁺ Die erste Zelle löst entweder die viskose Unterschicht auf (y⁺ ≈ 1) oder liegt für Wandfunktionen in der logarithmischen Schicht (etwa 30–300) – nie in der Pufferschicht. Der Bericht nennt, welches von beiden, und den erreichten y⁺-Wert.
ABB. 3 — Netzkonvergenz und Richardson-ExtrapolationSCHEMA
GCI_fine fein mittel grob φ_ext (h → 0) Netzweite h → Ergebnis φ Drei systematisch verfeinerte Netze liefern die beobachtete Konvergenzordnung und den extrapolierten Wert; der Grid Convergence Index GCI = 1.25·|ε| / (rᵖ − 1) wird als numerische Unsicherheit angegeben.

04 / ABLAUF & ZEITPLAN

Von der Problembeschreibung zum unterzeichneten Bericht.

Fünf Schritte, jeder mit klarer Übergabe. Sie wissen immer, was wir von Ihnen brauchen und was Sie zurückbekommen.

  1. 012 Tage

    Abstimmungsgespräch

    VON IHNENProblemstellung, Zeichnungen, Termin
    VON UNSNDA, Fragenliste und fehlende Daten
  2. 022 Tage

    Umfang & Festpreisangebot

    VON IHNENBetriebspunkte, Fluiddaten, Zielgrößen
    VON UNSSchriftlicher Leistungsumfang, Annahmen, Abnahmekriterien, Preis
  3. 032 Tage

    Modell & Netz

    VON IHNENCAD, Randbedingungen, Wärmelasten
    VON UNSZwischenabstimmung: Rechengebiet, Netz und Randbedingungen als Plots
  4. 047 Tage

    Lösen & verifizieren

    VON IHNENNichts — interner Schritt
    VON UNSNetzstudie, Konvergenz- und Bilanzprüfungen, Prüfung durch einen zweiten Ingenieur
  5. 052 Tage

    Bericht & Prüfung

    VON IHNENIhre Anmerkungen zum Entwurf
    VON UNSUnterschriebener Bericht, Dateien, Prüfbesprechung

05 / EINGANGSDATEN

Was wir von Ihnen brauchen.

ERFORDERLICH
  • [✓]Geometrie — STEP / IGES / Parasolid oder bemaßte Zeichnungen
  • [✓]Betriebspunkte — Volumenströme oder Geschwindigkeiten, Drücke, Temperaturen
  • [✓]Fluid- und Werkstoffeigenschaften
  • [✓]Randbedingungen — Einlässe, Auslässe, Wärmequellen, Umgebung
  • [✓]Die benötigte Größe und ihr Grenzwert
  • [✓]Die Entscheidung, in die das Ergebnis einfließt, und der Termin
HILFREICH, FALLS VORHANDEN
  • [+]Test- oder Feldmessungen zum Vergleich
  • [+]Frühere Berechnungen oder CFD
  • [+]Lüfter- oder Pumpenkennlinien und Komponentendatenblätter
  • [+]Fotos der Anlage
  • [+]Anmerkungen Ihres Kunden oder Prüfers
DATEN UNVOLLSTÄNDIG?So beginnen die meisten Projekte.Was fehlt, listen wir im Gespräch zur Klärung des Leistungsumfangs auf. Alles, was wir annehmen müssen, wird im Annahmenregister des Berichts festgehalten – nie im Modell versteckt.

06 / DER BERICHT

Sehen Sie den Bericht, bevor Sie ihn kaufen.

Ein unterzeichneter, revisionsgeführter Bericht von durchschnittlich 60 Seiten — geschrieben für die Person, die danach handelt. Jede Kraft, jeder Druckverlust und jede Temperatur ist auf einen Betriebspunkt, eine Randbedingung und ein nachweislich konvergiertes Netz zurückgeführt.

  1. T1
    AnnahmenregisterJede Annahme nummeriert, begründet und mit den Ergebnissen verknüpft, die sie beeinflusst.
  2. T2
    Rückverfolgbarkeit der RandbedingungenJeder Einlass, jeder Auslass und jede Wärmequelle ist mit Wert und Herkunft aufgeführt.
  3. T3
    VerifikationsnachweiseNetzstudie mit GCI, Konvergenzverlauf und Massen-/Energiebilanz — enthalten, nicht nur behauptet.
  4. T4
    Reproduzierbares SetupSolver, Version, Turbulenzmodell, Diskretisierungsschemata und Einstellungen werden angegeben, damit der Fall erneut gerechnet werden kann.
  5. T5
    Fazit in klarer SpracheEine Seite, die ein Manager lesen kann: innerhalb der Grenzwerte oder nicht, mit welchem Abstand, und was zu ändern ist.

07 / ANWENDUNGEN

Typische Strömungen und Systeme.

Rechenzentren & ElektroräumeLuftströmung · Hotspots · Kühlung
Gebäude & EinhausungenWindlasten · Druckbeiwerte
Energietechnische AnlagenAggregateeinhausungen · Lüftung · Abgas
Kanäle & VerteilerDruckverlust · Strömungsverteilung
FahrzeugeAußenaerodynamik · Motorraumkühlung
SchienenfahrzeugeHLK-Luftströmung · Seitenwind
SchiffssystemeMaschinenraumlüftung · Ansaugungen
Luft- und RaumfahrtausrüstungLüftung · Innenströmung

08 / NORMEN

Nachgewiesen bis zu der Klausel, die Ihr Prüfer liest.

Die Verifikation folgt den anerkannten Verfahren, und Lasten und Grenzwerte stammen aus der Norm, nach der Ihr Projekt bemessen wird – mit Quellenangabe im Bericht.

NORMWOFÜR WIR SIE NUTZEN
ASME V&V 20Verifikation und Validierung in CFD und Wärmeübertragung
Celik et al. (2008)Verfahren zur Netzkonvergenz (GCI), J. Fluids Eng. 130(7)
EN 1991-1-4Windeinwirkungen — numerische Verfahren, wo §1.5 sie zulässt
ASCE 7Windlasten auf Gebäude und andere Bauwerke (Vergleich)
ASHRAE TC 9.9Thermische Richtlinien für Rechenzentrumsumgebungen (Grenzwerte am Lufteinlass)

09 / SO ARBEITEN WIR ZUSAMMEN

Drei Wege der Zusammenarbeit.

Die Preise sind je schriftlich vereinbartem Umfang fest. Sie bezahlen die Antwort auf eine definierte Frage, nicht offene Stunden.

E-01PROJEKT

Projekt mit festem Umfang

AM BESTEN FÜR
Ein definiertes Bauteil oder Tragwerk mit einer klaren Fragestellung
PREIS
Festpreisangebot nach Klärung des Umfangs
Beginnen Sie mit einer Problembeschreibung
E-02RAHMENVERTRAG

Engineering-Rahmenvertrag

AM BESTEN FÜR
Konstruktionsteams mit wiederkehrendem Analysebedarf
PREIS
Angebot je nach Umfang
Rahmenvertrag besprechen
E-03PRÜFUNG

Prüfung durch Dritte

AM BESTEN FÜR
Prüfung einer FEA oder Handrechnung, die jemand anderes erstellt hat
PREIS
Festpreisangebot
Prüfung anfragen

10 / FAQ

Vor jedem Projekt erfragt.

Etwas anderes? Fragen Sie es in der Problembeschreibung — die Antwort kommt mit dem Leistungsumfang.

Welche Software verwenden Sie?

Tessera – der Solver, den wir selbst entwickeln – berechnet heute die kostenlosen Rechner auf dieser Website, jeder mit veröffentlichten Referenzfällen. Bei Projektarbeit wird der Solver nach der Norm gewählt, die das Ergebnis erfüllen muss, und im schriftlichen Leistungsumfang benannt. Jeder Bericht nennt Solver, Version, Turbulenzmodell und numerische Verfahren, damit der Fall reproduzierbar ist.

Kann CFD einen Windkanal- oder Strömungsversuch ersetzen?

Nicht immer. Für viele industrielle Geometrien liefert ein verifiziertes RANS-Modell bemessungstaugliche Lasten; wo die Norm oder das Risiko Versuche verlangt, sagen wir das im Leistungsumfang.

Stationär oder instationär — wie entscheiden Sie?

Aus der Physik. Wenn die Strömung Wirbel ablöst oder die Zuströmung schwankt, kann ein stationäres Ergebnis Spitzenlasten verbergen — deshalb rechnen wir einen instationären Fall und berichten Kraftverlauf und Spektren.

Woran erkennt man, dass das Netz fein genug ist?

Wir rechnen auf mindestens drei systematisch verfeinerten Netzen und geben für die von Ihnen verwendeten Größen den Grid Convergence Index an.

Können die Ergebnisse in unser Strukturmodell einfließen?

Ja — Oberflächendrücke und -temperaturen können auf ein FEA-Netz übertragen werden. Siehe S-01 Structural und S-04 Thermal.

Wie wird der Preis festgelegt?

Nach schriftlichem Leistungsumfang: Geometriebereinigung, Anzahl der Betriebspunkte und Varianten sowie die Frage, ob eine instationäre Berechnung oder konjugierte Wärmeübertragung nötig ist.

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11 / PROBLEMBESCHREIBUNG

Schicken Sie den Betriebspunkt. Sie erhalten einen schriftlichen Leistungsumfang zurück.

Sagen Sie uns, was wohin fließt, mit welchem Durchsatz und welcher Temperatur, und welche Zahl über die Konstruktion entscheidet. Wir antworten mit Rückfragen oder einem festen Leistungsumfang.

  • [✓] NDA vor dem Datenaustausch
  • [✓] Rückmeldung innerhalb von 2 Werktag(en)
  • [✓] Umfang, Annahmen & Abnahmekriterien schriftlich