- Titel
- Numerische Analyse der strömungstopologischen Übergangsphänomene und der Helizität in querangeströmten TPMS-Wärmeübertragern aus Inconel
- Zitierfähige Url:
- https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-1052032
- Übersetzter Titel (EN)
- Numerical analysis of flow-topological transition phenomena and helicity in cross-flow TPMS heat exchangers made of Inconel
- Konferenz
- 15. SAXSIM - SAXON SIMULATION MEETING. Chemnitz, 17.03.2026
- Quellenangabe
- 15. SAXON SIMULATION MEETING : Präsentationen und Vorträge des 15. Anwendertreffens am 17. März 2026 an der Technischen Universität Chemnitz
- DOI
- https://doi.org/10.51382/978-3-96100-316-7_v14
- Abstract (DE)
- Der Beitrag untersucht numerisch die strömungstopologischen Übergangsphänomene und die Helizität in querangeströmten TPMS-Wärmeübertragern aus Inconel 718. Für einen Gyroid-Wärmeübertrager wird ein konjugiertes CFD-Modell in Ansys Fluent erstellt und anhand experimenteller Messdaten validiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Geometrie lokale Instabilitäten, sekundäre Wirbelstrukturen und hohe Helizität erzeugt, wodurch die thermische Grenzschicht gestört und der Wärmeübergang deutlich intensiviert wird. Trotz global niedriger Reynolds-Zahlen treten lokal Übergangsbereiche auf; die Abweichung zwischen Simulation und Experiment bleibt unter 5 %. Damit wird das Potenzial additiv gefertigter TPMS-Wärmeübertrager für kompakte Hochleistungsanwendungen bestätigt.
- Abstract (EN)
- This contribution numerically investigates flow-topological transition phenomena and helicity in cross-flow TPMS heat exchangers made of Inconel 718. For a gyroid heat exchanger, a conjugate CFD model is set up in Ansys Fluent and validated against experimental data. The results show that the geometry induces local instabilities, secondary vortical structures and high helicity, which disturb the thermal boundary layer and significantly enhance heat transfer. Although the global Reynolds number remains low, local transitional regions occur; the deviation between simulation and experiment stays below 5%. The study confirms the potential of additively manufactured TPMS heat exchangers for compact high-performance applications.
- Freie Schlagwörter (DE)
- Triply Periodic Minimal Surfaces (TPMS), Gyroid, quer angeströmte TPMS-Wärmeübertrager, Helizität, Strömungstopologie, laminar-turbulenter Übergang, konjugierte Wärmeübertragung, CFD, ANSYS Fluent, SST-k-omega-Modell, Vernetzung, additive Fertigung, Mikro-SLM, Inconel 718, experimentelle Validierung
- Freie Schlagwörter (EN)
- Triply periodic minimal surfaces (TPMS), gyroid, cross-flow TPMS heat exchangers, helicity, flow topology, laminar-turbulent transition, conjugate heat transfer, CFD, ANSYS Fluent, SST k-omega model, meshing, additive manufacturing, micro selective laser melting, Inconel 718, experimental validation
- Klassifikation (DDC)
- 620
- Normschlagwörter (GND)
- Wärmeübertragung, Numerische Simulation, CFD, Additive Fertigung
- Herausgeber (Institution)
- Technische Universität Chemnitz, Chemnitz
- Verlag
- Universitätsverlag Chemnitz, Chemnitz
- Version / Begutachtungsstatus
- angenommene Version / Postprint / Autorenversion
- URN Qucosa
- urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-1052032
- Veröffentlichungsdatum Qucosa
- 04.08.2026
- Dokumenttyp
- Konferenzbeitrag
- Sprache des Dokumentes
- Deutsch
- Lizenz / Rechtehinweis
CC BY-SA 4.0