Pro­zess­si­mu­la­ti­on für die Lebensmittelindustrie

Mit MESHFREE stel­len das Fraun­ho­fer-Insti­tut für Tech­no- und Wirt­schafts­ma­the­ma­tik ITWM und das Fraun­ho­fer-Insti­tut für Algo­rith­men und Wis­sen­schaft­li­ches Rech­nen SCAI ein inno­va­ti­ves Soft­ware­pro­dukt zur git­ter­frei­en Simu­la­ti­on phy­si­ka­li­scher Pro­zes­se bereit. MESHFREE eig­net sich damit gut dazu, Ver­fah­ren der Lebens­mit­tel­tech­no­lo­gie zu simu­lie­ren – sei­en es Formgebungs‑, Homogenisierungs‑, Injektions‑, Knet‑, Press- oder Rühr­pro­zes­se. Am Stand der Fraun­ho­fer-Gesell­schaft in Hal­le 4.2 E054/E058 prä­sen­tie­ren die Exper­ten die Soft­ware­lö­sung auf der Anu­ga Food­Tec in Köln.
“Mit MESHFREE begeg­nen wir den Her­aus­for­de­run­gen der Lebens­mit­tel­in­dus­trie mit inno­va­ti­ver Simu­la­ti­on. Nahe­zu alle Pro­zes­se und Ver­fah­ren, die in der Pra­xis der Bran­che im Fokus ste­hen, kön­nen mit der Soft­ware­lö­sung berech­net und vir­tu­ell rea­li­siert wer­den«, so Dr. Jörg Kuh­nert, Exper­te beim Fraun­ho­fer ITWM. »Das heißt für Unter­neh­men kon­kret, sie opti­mie­ren auf die­ser Basis ihre Pro­zes­se und spa­ren so häu­fig nicht nur Res­sour­cen, son­dern auch Geld und Zeit.”

Uni­ver­sel­les Modell für Flüs­sig­kei­ten und fes­te Stoffe

MESHFREE basiert auf einem all­ge­mei­nen Mate­ri­al­mo­dell. Die­se All­ge­mein­heit erlaubt es, auch kom­ple­xes Mate­ri­al­ver­hal­ten abzu­bil­den und mit der glei­chen nume­ri­schen Metho­dik zu behan­deln. Für die Aus­wahl des Lösungs­al­go­rith­mus muss das Medi­um nicht in flüs­sig oder fest ein­ge­teilt wer­den. Die Anga­be der Mate­ri­al­ei­gen­schaf­ten wie Vis­ko­si­tät oder Elas­ti­zi­tät in Form eines Schub­mo­duls reicht aus, um das Ver­hal­ten des Medi­ums mit MESHFREE vor­her­zu­sa­gen. MESHFREE ist opti­mal geeig­net, um Coating‑, Extrusions‑, Formgebungs‑, Homogenisierungs‑, Injektions‑, Knet‑, Press- oder Rühr­pro­zes­se zu simulieren.

Mit MESHFREE ohne Git­ter schnel­ler zum Ergebnis

Die Soft­ware ver­bin­det die Fini­te-Point­set-Metho­de (FPM) zur Lösung der Erhal­tungs­glei­chun­gen für Mas­se, Impuls und Ener­gie mit effi­zi­en­ten Algo­rith­men zur Lösung linea­rer Glei­chungs­sys­te­me. Die Tech­no­lo­gie basiert nicht auf den geo­me­tri­schen Eigen­schaf­ten eines Rechen­git­ters, damit ent­fällt das lang­wie­ri­ge Erstel­len und Auf­ar­bei­ten die­ser Netze.
Der Benut­zer expor­tiert direkt die Geo­me­trie aus gän­gi­gen CAD-Tools und ver­wen­det sie für die Simu­la­ti­on. Da MESHFREE kei­ne Rechen­git­ter mehr benö­tigt, ist die Soft­ware enorm fle­xi­bel in der Orga­ni­sa­ti­on der Rechen­punk­te; denn es ent­steht kein auf­wän­di­ges Anpas­sen der Netz­to­po­lo­gie bei hoch­dy­na­mi­schen Pro­zes­sen – wie bei Strö­mun­gen mit frei­en Ober­flä­chen oder sich schnell bewe­gen­den Geometrieelementen.

Syn­the­se erfolg­rei­cher Softwarepakete

Mit MESHFREE pro­fi­tiert der Anwen­der von der lang­jäh­ri­gen Erfah­rung und Exper­ti­se der Fraun­ho­fer-Insti­tu­te ITWM und SCAI in der Simu­la­ti­on kom­ple­xer phy­si­ka­li­scher Pro­zes­se, denn die Soft­ware bün­delt die Exper­ti­se bei­der Insti­tu­te auf dem Gebiet git­ter­frei­er Simu­la­ti­ons­me­tho­den. Das Pro­dukt ist eine Syn­the­se aus zwei Soft­ware­pa­ke­ten (FPM und SAMG), die schon vie­len Jah­ren erfolg­reich in vie­len unter­schied­li­chen Indus­trie­bran­chen ver­trie­ben und kon­ti­nu­ier­lich wei­ter­ent­wi­ckelt werden.
Fraun­ho­fer-Gesell­schaft auf der Anu­ga Food­tec: Hal­le 4.2 Stand E054/E058