Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAIBei Mehrphasen- oder Mehrkomponenten-Systemen mit nicht mischbaren Fluiden entstehen bewegte Phasengrenzflächen. Häufig interessiert die Bewegung nur eines Fluides und die Bewegung der Phasengrenzfläche. Wechselwirkungen an der Phasengrenzfläche werden entweder vernachlässigt oder stark vereinfacht modelliert. Das Lösungsgebiet für die Strömungssimulation ist dann dynamisch über die Phasengrenzfläche definiert. Bei gitterbasierten Finite-Volumen-Verfahren sind das Lösungsgebiet des Strömungslösers und die Randbedingungen allerdings a priori festzulegen.
Bei der SPH-Methode entfällt diese Einschränkung, was anhand der drei Beispiele verdeutlicht wird.
Am Ende eines starren Rohres befindet sich ein elastisches Schlauchstück. Mit Hilfe eines Kolbens am anderen Ende des Rohres wird ein Fluid mit konstanter Geschwindigkeit von jeweils 0,2 m/s, 0,6 m/s und 1,8 m/s durch das starre Rohr geschoben und tritt unter Einfluss der Gravitation über den elastischen Schlauch aus.
Die Beispiele veranschaulichen nicht nur das unterschiedliche Verhalten des Fluides im Schlauch selber, sondern zeigen auch das stark unterschiedliche Lösungsgebiet.
Es handelt sich um eine Co-Simulation zwischen SimPARTIX® und Abaqus/Explicit.