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CFD-Abkühlsimulation

Simulation von Kühlmechanismen inklusive Phasenübergängen des Kühlfluids für die Halbzeugherstellung

Detailaufnahme der Horizontalstranggiessanlage

Erstarrungsprozesse spielen eine wesentliche Rolle in der Herstellung von Leichtmetall-Halbzeugen. Zur Sicherung von Qualität und Produktivität sind definierte Abkühlbedingungen für die Erstarrung notwendig. Vor allem bei modernen Leichtmetall-Legierungen können instabile Abkühlbedingungen zu Warm- und Kaltrissphänomenen führen.

Am LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen werden numerische Untersuchungen von Abkühlsystemen durchgeführt. Hierfür werden Methoden der numerischen Strömungsmechanik (CFD) eingesetzt. Der Fokus liegt in der Untersuchung von wasserbasierten Kühlsystemen, bei denen Wasser auf die erstarrte Randschicht des Halbzeuges aufgebracht wird. Durch die hohe Temperatur an der Oberfläche kommt es zum hochdynamischen Phasenübergang von Wasser zu Dampf. Dies führt zu spezifischen Phänomenen, wie beispielsweise dem Leidenfrost-Effekt. Die Abbildung dieser Effekte stellt eine große Herausforderung in der Simulation dar. Hierfür werden am LKR spezielle Modelle entwickelt, welche die Anwendung für industrielle Aufgabenstellungen im Fokus haben.