Für einen verfahrenstechnischen Apparat war für ein inneres Bauteil die mechanische Belastung zu ermitteln die durch eine transienten Zweiphasenströmung (flüssig/fest) verursacht wird.
Dazu wurde ein 3D-Simulationsmodell mit COMSOL Multiphysics® aufgebaut, welches die turbulente Strömung der Dispersion mit dem Mischungsverteilungsmodell (mixture-model) und dem SST-Turbulenzmodell löst. Aufbauend auf die stationäre Lösung wurde die instationäre Lösung gerechnet, auf deren Grundlage mit dem Shell-Modell und der Fluid-Struktur-Wechselwirkung die mechanischen Belastungen für verschiedene Annahmen analysiert wurden.
Die Herausforderung des Modells bestand in der Lösung des hochgradig nichtlinearen Problems der turbulenten Dispersionsströmung sowie die wechselseitige Kopplung und Anwendung von insgesamt zehn Studien, um die unterschiedlichen Fragstellungen lösen zu können.
Für die Umsetzung des komplizierten Workflows und die multiphysikalische Kopplung hat sich in diesem Anwendungsbeispiel COMSOL Multiphysics® als geeignetes Werkzeug erwiesen.