Seit mehr als 10 Jahren kombinieren wir Projektarbeit und Softwareentwicklung für numerische Simulationen. Beispiele unser Arbeit in den folgenden Bereichen finden Sie im Folgenden:
Maßgeschneiderte Berechnungssoftware
InsightCAE – Beispiele
Tutorials
Unsere Dienstleistungen
InsightCAE Wir implementieren automatisierte Berechnungsabläufe entsprechend Ihren Wünschen und Spezifikationen. Diese können wir als Zusatzmodule zu InsightCAE leicht bereitstellen und warten, Dadurch Einige Beispiele für Apps, die wir für unsere Kunden entwickelt haben:
InsightCAE – Dokumentation
Die Dokumentation ist hier: Handbuch zu InsightCAE. Die Quellen des LaTeX-Dokuments sind auf der Plattform Github zu finden: Handbuch zu InsightCAE (PDF). Installation Die Installation ist im Handbuch zu InsightCAE im Abschnitt “Obtaining InsightCAE” beschrieben.
InsightCAE – Die Idee
Um Open-Source-Software produktiv und effizient für die täglichen Aufgaben zu verwenden, wird das Automatisierungs-Framework InsightCAE von silentdynamics zur Verfügung gestellt. InsightCAE dient als Rahmen für die automatisierte Durchführung von Analyseverfahren. Ziel ist es, Schnittstellen zu allen Tools und Simulationsprogrammen zur Verfügung zu stellen, die für eine bestimmte Berechnungsaufgabe benötigt werden. Unser zusätzlicher Service: Einzelne Open-Source-Projekte
InsightCAE Case Builder für thermische Simulationen
Aufbereitung und Case Setup für die thermische Simulation mit Opensource Software wie z.B. OpenFoam, Elmer, etc. Unsere Software InsightCAE ermöglicht schnelles und automatisiertes Pre- und PostProcessing für eine robuste Simulation der Wärmeausbreitung. Installation der Software InsightCAE inkl. OpenFOAM auf Windows- und Linuxrechnern, Implementierung von Softwareaddons, Bereitstellung von Rechenressourcen (HPC) sowie Support sichern schnelle und vertrauensvolle
Maritime Hydrodynamik
Virtueller Schleppkanal – Schiffswiderstand digital berechnen
Traditionelle Schleppversuche in physischen Modellbecken sind kosten- und zeitintensiv. Unser virtueller Schleppkanal auf Basis von InsightCAE und OpenFOAM ermöglicht präzise Schiffswiderstandssimulationen – schneller, kostengünstiger und vollständig reproduzierbar. Und das Beste: Sie müssen sich selbst nicht mit der Simulationssoftware befassen – wir führen die Simulationen auf Wunsch vollständig in Ihrem Auftrag durch. Was ist ein virtueller
Seegangsverhalten: Methoden, Tools und Kennwerte
Die Seegangsberechnung ist ein zentrales Element des Schiffsentwurfs und bildet die Grundlage für die Bewertung des Verhaltens von Schiffen und schwimmenden Strukturen in realen Seebedingungen. Sie liefert entscheidende Informationen für Sicherheitsbewertung und Betriebsplanung. Was ist Seegangsanalyse und warum ist sie wichtig? Unter Seegang versteht man die durch Wind, Wellen und Strömungen erzeugten dynamischen Kräfte, denen
Hochgeschwindigkeits-Gleitboote
VOF-Simulation von Hochgeschwindigkeits-Gleitbooten: Herausforderungen und Lösungen Die numerische Strömungssimulation (CFD) von schnellen Wasserfahrzeugen — insbesondere Gleitbooten und Gleitjachten — stellt selbst erfahrene Ingenieurbüros vor erhebliche Herausforderungen. Besonders das weitverbreitete Volume-of-Fluid-Verfahren (VOF) zeigt bei hohen Froude-Zahlen und Gleitgeschwindigkeiten spezifische numerische Schwächen, die ohne gezielte Gegenmaßnahmen zu unzuverlässigen oder gar unbrauchbaren Simulationsergebnissen führen. Wir haben spezialisierte Methoden
Schiffswiderstand
Schiffswiderstandsberechnung mit Open-Source-CFD: Das InsightCAE Framework Die hydrodynamische Optimierung von Schiffen ist eine der zentralen Herausforderungen im modernen Schiffbau. Ein niedriger Schiffswiderstand reduziert den Treibstoffverbrauch, senkt CO₂-Emissionen und verbessert die Wirtschaftlichkeit des gesamten Betriebs. Gleichzeitig erfordert die präzise Berechnung des Schiffswiderstands traditionell tiefes Expertenwissen in der Computational Fluid Dynamics (CFD) sowie kostspielige kommerzielle Softwarelizenzen. Mit
Turbomaschinen und Propeller
CFD-Analyse und Entwurf von Turbomaschinen mit Open-Source-Software
Turbomaschinen – von Kreiselpumpen und Kompressoren bis hin zu Turbinen und Lüftern – sind das Rückgrat moderner Industrie- und Energieanlagen. Ihre Auslegung und Optimierung erfordert tiefes strömungsmechanisches Verständnis und präzise numerische Werkzeuge. Wir verbinden beides: fundierte Ingenieursexpertise mit modernster CFD-Technologie auf Basis vollständig freier Software. Leistungsanalyse und Konstruktion von Turbomaschinen mit CFD Wir führen grundlegende
Fluid-Struktur-Kopplung für Composite-Propeller: CFD mit OpenFOAM und Code_Aster
Moderne Schiffs- und Strömungspropeller aus Faserverbundwerkstoffen bieten gegenüber klassischen Metallpropellern erhebliche Vorteile – geringeres Gewicht, verbesserte Kavitationseigenschaften und die Möglichkeit zur passiven Pitchanpassung durch gezielte Anisotropie. Doch ihre Flexibilität stellt die Auslegung vor besondere Herausforderungen: Die aerodynamische oder hydrodynamische Performance kann nur dann korrekt bewertet werden, wenn die strukturelle Verformung unter Betriebslast in die Simulation
Kavitationsimulation in Turbomaschinen: CFD-Vorhersage mit OpenFOAM
Kavitation zählt zu den kritischsten und kostspieligsten Phänomenen in flüssigkeitsdurchströmten Turbomaschinen. Sie begrenzt den Betriebsbereich, mindert den Wirkungsgrad, verursacht Lärm und Vibrationen – und kann im schlimmsten Fall innerhalb kurzer Zeit zu irreversiblen Materialschäden führen. Die CFD-basierte Kavitationssimulation ist heute das zuverlässigste Werkzeug, um diesem Phänomen bereits in der Auslegungsphase wirksam zu begegnen. Was ist
Propulsionsanalyse und Antriebsleistungsvorhersage mit Open-Source-Software
Nach der Bestimmung einer Propeller-Freifahrtkurve mit CFD (Computational Fluid Dynamics) oder einem anderen Berechnungsverfahren ist eine weitere Analyse – insbesondere eine Propulsionsanalyse – erforderlich, um die Antriebsleistung für ein bestimmtes Schiff zuverlässig vorherzusagen. Wir haben spezialisierte Analysesoftwarelösungen entwickelt, die eine nahtlose Integration in den Schiffsdesignprozess ermöglichen und sich dabei ausschließlich auf Open-Source-Software stützen. Von der
Thermodynamik
InsightCAE Case Builder für thermische Simulationen
Aufbereitung und Case Setup für die thermische Simulation mit Opensource Software wie z.B. OpenFoam, Elmer, etc. Unsere Software InsightCAE ermöglicht schnelles und automatisiertes Pre- und PostProcessing für eine robuste Simulation der Wärmeausbreitung. Installation der Software InsightCAE inkl. OpenFOAM auf Windows- und Linuxrechnern, Implementierung von Softwareaddons, Bereitstellung von Rechenressourcen (HPC) sowie Support sichern schnelle und vertrauensvolle
Gewässer als Energiereservoir – Wärmepumpen, Kühlwasser und thermische Simulation
Natürliche Gewässer bieten enormes Potenzial als Energiereservoir für moderne Wärmpumpensysteme. Die gezielte Nutzung von Oberflächengewässern, Seen und Flüssen zur Wärmeentnahme und -einleitung eröffnet nachhaltige Alternativen zu konventionellen Heizlösungen – erfordert jedoch eine präzise hydraulische und thermische Planung, um ökologische und behördliche Anforderungen zu erfüllen. Einleitung von Kühlwasser einer Wärmepumpe ins Gewässer Bei Wärmepumpenanlagen, die Gewässerwasser
Gasgenerator
Für die Ausbreitung kompressibler Strömungen mit Verdichtungsstößen in technischen Bauteilen. Einfluss der Kompression oder Expansion, Verwendung von Spezialgasen und deren Zustandsgleichungen sowie der Einfluss von externe Kühlung und Heizung auf die Wärmeausbreitung können stationär und transient simuliert werden.
Solarkollektoren
Bestimmung der Aufwärmung mittels Solarkollektoren bei verschiedenen Sonneneinstrahlungen, Außentemperaturen und Windgeschwindigkeiten. Auslegung der Kollektoren mit Bestimmung der Volumenströme und Druckverluste.
Gebäudeklimatisierung – Simulation von Temperaturverteilung und Luftzirkulation
Die numerische Simulation von Temperaturverteilung und Klimatisierung ermöglicht eine präzise, datenbasierte Planung von Räumen und Hallen – noch vor dem ersten Spatenstich oder dem nächsten Umbau. Mithilfe moderner CFD-Methoden (Computational Fluid Dynamics) lassen sich thermische Schwachstellen frühzeitig identifizieren und gezielt beheben. Was leistet die thermische Gebäudesimulation? Unsere Simulationslösungen decken das gesamte Spektrum der thermischen und
Induktive Heizung
Simulation der induktiven Heizung zur Erwärmung technischer Bauteile mit verschiedenen Materialien (2D/3D) inkl. der Umgebung. Stationäre / Transiente Wärmeausbreitung mit der Kopplung von Elmer und OpenFOAM in unserer Software InsightCAE.
Gekoppelter Wärmetransport – Conjugate Heat Transfer
Bei einigen Simulationsproblemen spielt nicht nur der Wärmetransport im Fluid alleine eine Rolle, sondern auch der im benachbarten Festkörper. Dann muss eine gekoppelte Simulation der Wärmeausbreitung zwischen Festkörper und Fluid (CHT – Conjugate Heat Transfer) durchgeführt werden. Wir beherrschen solche Simulationen mit unseren Open-Source-Tools, z.B. OpenFOAM. Für eine schnelle Optimierung der Heiz- und Kühlleistung mittels
Wärmetransport
Stationäre und transiente 3D Simulation der Wärmeausbreitung in komplexen Bauteilen verschiedener Materialien. Kühlung und Erwärmung von Bauteilen zur Bestimmung kritischer Wärmeströme, erforderliche Kühllasten oder z.B. Vermeidung von thermischen Spannungen. Optimierung der Bauteilgeometrien durch automatisierte Geometrieerstellung und Simulationsabläufe.
Ausbreitung von Gasen in der Umwelt
CFD-Simulation von Gasausbreitung im Störfall – Sicherheitsanalyse für leichte und schwere Gase Bei industriellen Anlagen, Chemiebetrieben, Energieversorgungsinfrastrukturen und sicherheitsrelevanten Einrichtungen stellt die unkontrollierte Freisetzung von Gasen im Störfall ein erhebliches Risiko für Mensch, Umwelt und Sachwerte dar. Die präzise Vorhersage der Gasausbreitung ist daher ein wesentlicher Bestandteil moderner Sicherheitsanalysen, Risikobeurteilungen und Notfallplanungen. Simulationsbasierte Störfallanalyse mit
Kühlung elektronischer Bauteile
Thermische Simulation und Wärmemanagement in der Elektronik- und Leuchtenentwicklung In modernen Entwicklungsprozessen ist das thermische Management eine zentrale Herausforderung – insbesondere bei leistungsintensiven Komponenten wie Elektronikbaugruppen, Leistungselektronik und LED-Leuchtmitteln. Mithilfe von 3D-CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics) und FEM-basierter Wärmeanalyse (Finite-Elemente-Methode) erfolgt eine präzise thermische Analyse zur Kühlung verschiedener Bauteile, darunter Elektronik, Leuchtmittel und eingebettete Systeme. Wärmeübertragungsmechanismen
Hydrologie
See
Thermische Strömungssimulation für die räumliche Energieplanung mit Seewasser Seen und andere Oberflächengewässer stellen einen enormen natürlichen Energiespeicher dar, der sowohl ökologisch als auch ökonomisch effizient genutzt werden kann. Durch den Einsatz von Seewasserwärmepumpen lässt sich diese gespeicherte thermische Energie für die Wärme- und Kälteversorgung von Gebäuden erschließen und trägt so maßgeblich zur Dekarbonisierung der kommunalen
Hafenbecken
Im Rahmen eines innovativen Energiekonzepts wird ein Hafenbecken als natürliche Wärmequelle und -senke für den Kühl- und Heizbetrieb umliegender Bürogebäude genutzt. Oberflächengewässer wie Hafenbecken, Seen oder Flüsse eignen sich aufgrund ihrer thermischen Speicherfähigkeit hervorragend als Grundlage für wasserbasierte Wärmepumpensysteme und können im Vergleich zu konventionellen Klimaanlagen erhebliche Energieeinsparungen erzielen. Zur Bewertung der thermischen Auswirkungen auf
Festigkeit und Struktur
FEM-Simulation von Klebeverbindungen – Präzise Spannungsanalyse für sichere Fügetechnik
Klebverbindungen spielen in modernen Konstruktionen eine zunehmend wichtige Rolle – von der Luft- und Raumfahrt über den Fahrzeugbau bis hin zu Windenergieanlagen und dem allgemeinen Maschinenbau. Im Gegensatz zu formschlüssigen Verbindungen wie Schrauben oder Nieten übertragen Klebeverbindungen Lasten flächig, reduzieren Kerbwirkungen und ermöglichen die Verbindung unterschiedlichster Werkstoffe. Umso wichtiger ist eine zuverlässige rechnerische Bewertung –
Festigkeitsanalyse
Wir haben mehr als 10 Jahre Erfahrung im Umgang mit dem Finite-Elemente-(FEM)-Code Code Code_Aster für z.B. statische und transiente Analysen mit Volumen, Trägern oder Schalen, Kontaktprobleme, Schraubverbindungen, Eigenfrequenzanalysen.
Fluid-Struktur-Kopplung für Composite-Propeller: CFD mit OpenFOAM und Code_Aster
Moderne Schiffs- und Strömungspropeller aus Faserverbundwerkstoffen bieten gegenüber klassischen Metallpropellern erhebliche Vorteile – geringeres Gewicht, verbesserte Kavitationseigenschaften und die Möglichkeit zur passiven Pitchanpassung durch gezielte Anisotropie. Doch ihre Flexibilität stellt die Auslegung vor besondere Herausforderungen: Die aerodynamische oder hydrodynamische Performance kann nur dann korrekt bewertet werden, wenn die strukturelle Verformung unter Betriebslast in die Simulation