Mit 1D- und 3D-Simulationen können Kosten reduziert und Effizienz gesteigert werden. Durch präzise Berechnungen lassen sich Schwachstellen frühzeitig erkennen.
Mithilfe der 1D-Simulation in Siemens Flomaster können komplexe Rohrnetze modelliert und verschiedeneBetriebsszenarien untersucht werden. Die Strömung wirdentlang der Rohrachse simuliert (Stromfadentheorie), während Druckverluste undEnergieverteilung mithilfe empirischer Formeln berechnet werden.
Die 1D-Simulation liefert schnelle Ergebnisse für große Rohrnetze, kann aber lokale Strömungseffekte wie Turbulenzen, Verwirbelungen oder Mehrphasenströmungen nicht detailliert abbilden. Hier setzt die 3D-CFD-Simulation an.
Eine 1D-Simulation (z. B. mit Flomaster) eignet sich besonders für:
Allerdings ist eine 1D-Simulation nicht geeignet für detaillierte lokale Strömungseffekte, die Darstellung von Turbulenzen oder die Optimierung von Geometrien.
Eine 3D-CFD-Simulation bietet sich an für:
Die 3D-Simulation ist jedoch aufwendiger und benötigt mehr Rechenzeit (Stunden bis Tage). Sie eignet sich daher vor allem für gezielte Analysen spezifischer Problemstellen.
Die Kombination beider Methoden ermöglicht eine effiziente und präzise Analyse. So können z. B. in einer 1D-Simulation erkannte kritische Stellen mit einer 3D-Simulation detaillierter untersucht werden, um eine Geometrieoptimierung vorzunehmen.
Auf Basis von Isometrien, Zeichnungen und Apparate-Daten können Festigkeitsanalysen mithilfeder Finiten-Elemente-Methode (FEM) durchgeführt werden.
Neben Rohrleitungssystemen lassen sich mit der FEM-Simulation auch Stahlbaukonstruktionen, Druckbehälter und Sonderkonstruktionen berechnen und optimieren.
Durch die FEM-Berechnung können Materialeinsparungen realisiert, Schwachstellen frühzeitig erkannt und Konstruktionen gezielt optimiert werden.
