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Thursday, September 17, 2015, Saal Seoul 11:15 AM Anwendungsnahe Schweißsimulation II |
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Numerische Optimierung der Schutzgasabdeckung und Absaugleistung eines Absaugbrenners mittels Strömungssimulation |
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Andreas Spille-Kohoff / CFX Berlin Software GmbH, Deutschland Jan Smedseng* / , |
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Bei der Simulation von Absaugbrennern stehen zwei Aspekte in einem besonderen Fokus die Schutzgasabdeckung und die Absaugleistung. Ziel der Schutzgasabdeckung ist, den Sauerstoff aus dem Schweißbereich zu verdrängen, Ziel der Absaugung, im Schweißbereich entstehenden Metalldampf möglichst vollständig abzusaugen. Beide Zielgrößen beeinflussen sich, da z.B. eine zu starke Absaugung auch die Schutzgasabdeckung wegsaugen kann, so dass Sauerstoff zur Schweißnaht gelangen kann. Zur Optimierung des Prozesses können die Geometrie (u.a. Durchmesser, Länge, Form von Schutzgasdüse und Absaugeinheit) und die Randbedingungen (Schutzgas- und Absaugvolumenstrom) variiert werden. In diesem Vortrag werden beide Aspekte numerisch mittels Strömungssimulation untersucht. Zum Optimieren der Düsengeometrie diente ein parametrisches Modell des zu untersuchenden Absaugbrenners. Dieses erlaubte die automatische Modifikation der Geometrie, Anpassung des strukturierten Berechnungsgitters mit anschließender Berechnung und Auswertung. Außerdem wurden die Volumenströme modifiziert. Die Optimierung erfolgte an einem Teilsegment, was die Berechnungszeit deutlich reduzierte. Der daraus resultierende Bestpunkt wurde in ein Vollmodell überführt, um die Effizienz von Schutzgasabdeckung und Schweißrauchabsaugung unter dem Einfluss einer Querströmung zu untersuchen. |