Integration von bikubischen Stoffdaten-Splines zur Simulation eines Ejektors

Beschreibung

In diesem Vortrag wurden die Herausforderungen bei der Entwicklung eines Ejektors für Hochtemperatur-Wärmepumpen erläutert. Der Ejektor ersetzt das Expansionsventil im Carnot-Kreises und ermöglicht eine Druckrückgewinnung, wodurch die Effizienz des Systems gesteigert wird. Das Herzstück des Ejektors ist eine Lavaldüse, in der die eintretende Flüssigkeit auf Überschall beschleunigt, verdampft und somit einen Sekundärmassenstrom ansaugt. Besonders bei unterkühlter Flüssigkeit treten aufgrund metastabiler Effekte erhebliche Herausforderungen bei der numerischen Simulation auf.
Die stationären Simulationen werden mit ANSYS FLUENT in einer achsensymmetrischen 2D-Domain durchgeführt. Die thermophysikalischen Eigenschaften des Kältemittels werden in der Regel über benutzerdefinierte Funktionen, sprich ein User-Defined Real Gas Model (UDRGM), eingebunden. Dabei kommen oft tabellierte Daten mit fester Rasterweite und linearer Interpolation zum Einsatz. Dieser Ansatz führt jedoch bei Diskontinuitäten wie Phasenwechseln häufig zu numerischen Oszillationen und beeinträchtigt die Konvergenz erheblich. Daher wird ein alternativer Ansatz vorgestellt, bei dem bikubische Splines zur Interpolation verwendet werden. Diese werden über eine externe Bibliothek eingebunden und ermöglichen eine bessere Konvergenz und eine stabilere Lösung Die gezeigten Simulationen wurden im Rahmen der FFG-Projekte High-Butane, ETHP und VLESH durchgeführt.

Zeitraum	4 Nov. 2025
Ereignistitel	CADFEM Conference Salzburg 2025: Trends und Innovationen in der numerischen Simulation
Veranstaltungstyp	Konferenz
Ort	Salzburg, ÖsterreichAuf Karte anzeigen
Bekanntheitsgrad	National