@thesis{Rangette2023, author = {Rangette, Ulrich}, title = {Optimierung des wasserdurchstr{\"o}mten K{\"u}hlers f{\"u}r die Leistungselektronik des Formula-Student-Fahrzeugs von Schanzer Racing Electric e.V. mittels station{\"a}rer thermischer Str{\"o}mungssimulation in OpenFOAM}, publisher = {Technische Hochschule Ingolstadt}, address = {Ingolstadt}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:573-36555}, pages = {50, XIV}, school = {Technische Hochschule Ingolstadt}, year = {2023}, abstract = {In dieser Arbeit wird mittels numerischer Str{\"o}mungssimulation in OpenFOAM der Wasserk{\"u}hler f{\"u}r die Leistungselektronik des Formula-Student-Fahrzeugs von Schanzer Racing Electric e.V. optimiert. Betrachtete Parameter sind hierbei der im K{\"u}hler entstehende Druckverlust, die mittlere Wandtemperatur des K{\"u}hlers und der {\"u}bertragbare W{\"a}rmestrom an das K{\"u}hlwasser. Die simulative Grundlage hierf{\"u}r liefert eine vorangeschrittene Projektarbeit, auf die diese Arbeit aufbaut. Zur Bestimmung des Druckverlusts und des {\"u}bertragbaren W{\"a}rmestroms wurden innerhalb des Projekts zwei verschiedene Rechenf{\"a}lle mit verschiedenen Solvern aufgesetzt. Grund hierf{\"u}r war die fehlende Generierung von Wandschichtzellen innerhalb des W{\"a}rmerechenfalls, wodurch das Druckverlustergebnis in diesem nicht den Genauigkeitsanforderungen entspricht. Durch Implementierung eines Vernetzungsablaufes, der mehrere Schritte beinhaltet, kann auch f{\"u}r den W{\"a}rmerechenfall die Generierung vonWandschichtzellen sichergestellt werden. F{\"u}r die K{\"u}hlergeometrie der Projektarbeit wurde eine Netzfeinheitsstudie durchgef{\"u}hrt, die durch mehrere Simulationsreihen verschiedene Parameter der Wandschichtgenerierung und deren Einfluss untersuchte. Ein konvergentes Ergebnis f{\"u}r die mittlere Wandtemperatur des K{\"u}hlers konnte hier nicht festgestellt werden. Aus diesem Grund wurde f{\"u}r die Ausgangsk{\"u}hlerkonstruktion mit Tropfenrippen ebenfalls eine Netzfeinheitsstudie durchgef{\"u}hrt, mit der ein netzunabh{\"a}ngiges Ergebnis ermittelt wurde. Dies erm{\"o}glicht f{\"u}r den K{\"u}hler mit Tropfenrippen eine erste Parameterstudie, in der verschiedene Geometrievariation per Simulation getestet wurden. Es stellt sich heraus, dass, mit Ber{\"u}cksichtigung des Druckverlusts, die Vergr{\"o}ßerung der Tropfen eine Verbesserung des W{\"a}rmestroms um 20\% liefert.}, language = {de} }