FSI-Beispiel: 2d-Schwingungsdämpfer

Der hier modellierte Schwingungsdämpfer besteht aus einem Rohr, in dem zwei Kammern durch einen Kolben voneinander getrennt sind. 

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Das Strukturmodell beinhaltet den Kolben (der schwingenden Masse) und die Feder. Der Kolben steht mit der Rohrwand in Kontakt, so dass hier Reibung auftritt. Der Flüssigkeitsaustausch (Fluidmodell) findet durch einen Spalt statt. In der unteren Kammer befindet sich ebenfalls ein Luftpolster.

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Die Animation zeigt die Geschwindigkeitsverteilung im Fluid-Raum, die Vergleichsspannungen im Kolben, die Kontaktkräfte an der Rohrwand und die Auflagerkräfte. Der Kolben wurde zu Beginn der Analyse quasistatisch ausgelenkt (nicht dargestellt), dadurch ist die Feder vorgespannt. Wird der Kolben losgelassen, schwingt er im Fluidraum und es kommt zum ständigen Fluidaustausch zwischen beiden Kammern durch die Spaltöffnung. Die Spannungsdarstellung dient in diesem Fall nur dazu, das Ergebnis qualitativ zu validieren: Da die Feder in der Mitte der Kolbens an einem Punkt fixiert ist, entsteht hier ein artifizielles Spannungsmaximum. Im Nulldurchgang des Kolbens sind diese Spannungen nicht vorhanden, da dann die Feder keine Kraft auf den Kolben ausübt.

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Bild 3 zeigt den zeitlichen Verlauf der Kolbenauslenkung  für verschiedene Parameter: Im ersten Fall ist die Viskosität des Fluids vergleichsweise niedrig (Wasser), die viskose Dämpfung des System ist sehr gering. Im zweiten Fall befindet sich ein  zähflüssiges Fluid in den Kammern (Maschinenöl), die viskose Dämpfung ist deutlich höher. Im dritten Fall befindet sich zwar ebenfalls Wasser im Fluidraum, jedoch ist der Reibungskoeffizient des Kolbens mit der Wand erhöht. Auch dadurch findet eine deutlich stärkere Dämpfung des Systems statt.