FSI-Beispiel: Wirbelangeregte elastische Struktur: Turek Benchmark

Ein neuer anspruchsvoller FSI-Benchmark  zur  wirbelangeregten elastischen Struktur wurde von Turek und Hron 2006 vorgeschlagen. Es handelt sich hierbei um eine elastische Struktur, die an einem Zylinder fixiert ist. Die Wirbelablösung am Zylinder verursacht die Schwingung der Struktur. Modelliert ist hier der Fall FSI-3 ("hard").

Es wird eine sehr gute Übereinstimmung mit den Ergebnissen von Turek innerhalb sehr kurzer Modellierungs- und Berechnungszeit erzielt. Dies spricht angesichts der Schwierigkeitsstufe des Problems sowohl für die von uns eingesetzten FSI-Berechnungsverfahren als auch für unsere Kompetenz zur effizienten Lösung komplexer FSI-Probleme. Eingesetzt wurde von uns der Solver ADINA. Gegenwärtig ist kein weiterer kommerzieller Solver bekannt, der dieses Problem lösen konnte.

 

Bild 1: x-Verschiebungen des Strukturendes Bild 2: y-Verschiebungen des Strukturendes
   
Animation1 : Geschwindigkeitskonturen  
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Die Animation zeigt die Strukturbewegungen im eingeschwungenen Zustand. Dargestellt sind die Konturen der Geschwindigkeit.

Ergebnisvergleich:

  y-Verschiebung x-Verschiebung
  y max [mm] y min [mm] f [1/s] x max [mm] x min [mm] f [1/s]
Turek et al. 35,86 -32,9 5,3 -0.16 -5.22 10,9
DHCAE 36,6 -33,4 5,4 -0.16 -5.5 11,1

altes Beispiel: Wirbelangeregte Struktur von Wall: Wirbelablösung am Rechteck