Lösertechnologie
in GeoDict
In GeoDict sind verschiedene Löser in den Simulationsmodulen (z.B. in FlowDict) verfügbar. Sie sind jeweils für verschiedene Prozessparameter und Materialien geeignet. Alle Löser arbeiten direkt auf der Voxelgeometrie und daher ist eine manuelle Vernetzung, wie in anderen Simulationsprogrammen, nicht notwendig. Die Löser haben einen geringen Speicherbedarf und sind für die Simulation auf Voxelgeometrien optimiert. Einige Löser können für die Simulation von verschiedenen physikalischen Gleichungen benutzt werden.
EJ (Explicit Jump)
Der EJ-Löser (Explicit Jump) kann für die Lösung der Stokes und Darcy Gleichungen (z.B. in FlowDict) und der Leitfähigkeit (z.B. in ConductoDict oder DiffuDict) eingesetzt werden. Der Löser verwendet ein uniformes Gitter zur Diskretisierung der gesuchten Variablen (z.B. von Geschwindigkeit und Druck). Die Stokes- und Leitfähigkeits-Gleichungen werden mithilfe der schnellen Fourier-Transformation und der Einführung von Sprungvariablen an den No-Slip-Randbedingungen sowie an den Materialgrenzen gelöst.
Der Löser ist sehr schnell bei der Lösung der Stokes-Gleichungen für hochporöse Medien (über 90 % Porosität). Zudem eignet er sich ausgezeichnet zur Lösung der Leitfähigkeits-Gleichungen bei porösen Medien mit großen Unterschieden in den Leitfähigkeiten.
Wissenschaftliche Publikationen
SimpleFFT
SimpleFFT kann zur Lösung der (Navier-)Stokes(-Brinkman) Gleichungen benutzt werden und verwendet ebenfalls ein uniformes Gitter zur Diskretisierung von Geschwindigkeit und Druck. Dieser Löser verwendet die SIMPLE (Semi-implicit Method for Pressure Linked Equations) Methode zur Lösung der (Navier-)Stokes(-Brinkman)-Gleichungen. In diesem Verfahren werden die Impulserhaltungs- und Druckkorrekturgleichungen abwechselnd gelöst. Das Besondere an diesem Löser ist, dass die Druckkorrekturgleichung mithilfe der schnellen Fourier-Transformation gelöst wird.
Der Löser eignet sich hervorragend für niederporöse Medien (unter 50 % Porosität).
Wissenschaftliche Publikationen
LIR-Löser
Der LIR Löser unterstützt viele physikalische Gleichungen und kann für Strömungs-, Leitfähigkeits-, Batterie-, und Mechaniksimulationen eingesetzt werden. Dieser Löser verwendet, im Gegensatz zu den anderen Lösern, ein adaptives Gitter anstelle eines uniformen Gitters, um gesuchte Größen wie z.B. Geschwindigkeit und Druck zu diskretisieren. Die Technologie hinter diesem adaptiven Gitter wird als LIR-Baum bezeichnet und stellt eine Kombination aus Octree und KD-Baum dar.
Bei Strömungssimulationen wird der Porenraum im Zentrum großer Poren vergröbert, in denen Geschwindigkeit und Druck nur wenig variieren. In der Nähe von Festkörperoberflächen wird die ursprüngliche Voxel-Auflösung beibehalten. Die Impuls- und Massenerhaltungsgleichungen werden im Lösungsverfahren simultan gelöst, wobei verschiedene Beschleunigungsoptionen (z.B. Multigrid and Krylov-Unterraumverfahren) zur Verfügung stehen.
Der Löser ist sowohl für hoch- als auch für niederporöse Medien sehr schnell und benötigt nur wenig Arbeitsspeicher.
