Beräkningar

Beräkning inom Maskinteknik- och Process och Energi

Flödesmekanik (CFD)

Genom en CFD analys kan ett strömningsproblem lösas numeriskt och strömningsfältet med hastighet och tryck i en applikation förutsägas. Detta är användbart när man vill minimera tryckfallet i en produkt eller i multifysikberäkningar där flödet har en stor påverkan (mer om detta finns att läsa under rubriken multifysik).

I exemplet på bilden har flödet genom ett luftmunstycke simulerats för att jämföra tryckfallet och utloppshastigheten vid olika utformningar.

Strukturmekanik (FEM)

Strukturmekanik används föra att bestämma laster, spänningar och utmattning i materialet hos en mekanisk konstruktion. Detta är ett nödvändigt hjälpmedel för att säkerställa att en konstruktion håller för de laster den utsätts för och möjliggör även att total vikt och tillverkningskostnad optimeras utifrån förutsättningarna.

I nedanstående exempel visas en stålskänk som har analyserats föra att se hur spänningarna i materialet förändras när volymen ökats från 110ton till 130ton.

Multifysik

Vid multifysiksimulering tar vi hänsyn till att mer än en typ av fysik påverkar situationen. Det kan till exempel vara ett värmeöverföringsproblem där värmen tillförs via ett luftflöde vilket gör det nödvändigt att simulera både flödesdynamik och värmetransport samtidigt.

I exemplet nedan värms en malmvagn via en uftström tills materialet på insidan av vagnen når tillräcklig temperatur för smältning av isen. Detta exempel krävde att vi simulerade värmetransport från omgivande luft och genom vagnssidan samt fasövergången som sker i den tidigare frusna malmlasten när denna värms. Simuleringen visar hur länge vagnen sa värmas innan malmen tinat och kan tömmas ur vagnen.

I detta exempel har CFD-analys kombinerats med omblandning i ett rör som matas med gasströmmar från olika inlopp. CFD används för att förutsäga de olika gasströmmarnas rörelse genom röret och ekvationer för masstransport läggs sedan till för att analysera hur de båda gaserna blandas.

Tryckkärl och rörsystem

Vid dimensionering av tryckkärl utför vi beräkningar för att avgöra hållfasthet och utmattning i tryckkärlet. Hänsyn tas till mediats tryck och temperatur mm. så att rätt material och godstjocklek väljs.

Vi använder strukturanalys för att bestämma utnyttjandegraden på våra rörkonstruktioner. Vid design av rörsystem är det viktigt att ta hänsyn till hur den valda rördragningen, placering av ventiler och rörstöd samt det transporterade mediats temperatur och vikt påverkar rören. Vid en hållfasthetsanalys av rörsystemet analyserar vi hur dessa faktorer orsakar rörelser i systemet. Dessa rörelser hanteras genom placering av fix-punkter,  styrningar och kompensatorer så att utnyttjandegraden av rörmaterialet inte blir för stor och vi får en säker rördragning som håller i längden.

Vi utför även beräkningar på tryck- och temperaturfall i rörledningssystem. För att rätt volymflöde vid rätt tryck ska nå fram till förbrukaren måste rören hålla en tillräckligt stor dimension, men en överdriven rördimension ökar istället installationskostnaden. Vi analyserar tryckfallet i hela rörsystemet och anpassar dimensionen på rören så att rätt volym kan levereras till rätt pris.

Tryckfallsanalys av rörsystem kan även vara av intresse när en befintlig rördragning orsakar problem. Genom att simulera systemet kan det som orsakar höga tryckfall upptäckas och åtgärdas.