Simulation eines Wasserrades

Das Projekt war vor längerer Zeit Teil einer Entwicklung von verschiedenen Konzepten eines Wasserrades. Die Befüllung des sich drehenden Wasserrades sollte dabei über eine CFD-Simulation berechnet werden.  

Über die Einlaufbedingungen und die Drehzahl des Wasserrades sollte eine optimale Befüllung der Schaufeln erzielt werden. Die Berechnung erfolgte mit bewegten Gittern unter Berücksichtigung zweier Phasen (Wasser, Luft) und freien Oberflächen. 

Im Versuch zeigten sich bei einem Modell hohe Wirkungsgradverluste, deren Ursache aber nicht behoben werden konnten. Am Zulauf konnte mit Hilfe der Simulation das Problem genauer identifiziert werden. Die Zuströmung im Auslegungspunkt war nicht optimal, was zu entsprechenden Verlusten geführt hatte. 

Durch Optimierungsuntersuchungen mit verschiedenen Schaufelvarianten und Schaufelformen konnte die Schaufelbefüllung optimiert und die Spritzverluste reduziert werden. 

Auch hier gibt es zwischenzeitlich einen erheblichen Fortschritt in den Simulationsmöglichkeiten. Bitte schauen Sie sich zu diesem Thema auch die Komplexität moderner Verfahren bei unserer Getriebebeölungssimulation an. Bewegte Gitter und freie Oberflächen treffen hier auf komplexeste Geometrie.