Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Ermittlung des lokalen Wärmeübergangsverhaltens nasslaufender Lamellenkupplungen mittels CFD-Simulation. Mittels systematischer Simulationsreihen werden das Grundlagenwissen und Systemverständnis erweitert und Gesetzmäßigkeiten und Korrelationen identifiziert. Darauf aufbauend soll eine Transferfunktion zur Übertragung der Forschungsergebnisse auf beliebige Baugrößen und variable Betriebsbedingungen entwickelt werden.

In der CFD-Modellierung wird eine Reibpaarung bestehend aus einer Stahl- und einer Belaglamelle, den beiden Mitnehmern sowie dem Strömungsvolumen betrachtet. Der Abgleich der Simulationsergebnisse erfolgt anhand theoretischen Wissens sowie begleitenden Prüfstandsmessungen. Zur Berechnung der Einflüsse diverser Parameter auf das Wärmeübergangsverhalten wird ein Parameterstudie durchgeführt, um darauf aufbauend mittels statistischer Methoden Gesetzmäßigkeiten und Korrelationen zu identifizieren. Zur Bildung der Transferfunktion kommen Regressionsverfahren zum Einsatz.

Die erweiterte Kenntnis über das Wärmeübergangsverhalten ermöglicht eine technisch und wirtschaftlich optimierte Kupplungsentwicklung für KMUs. Durch den Transfer der Simulationsergebnisse in das FVA-Kupplungsberechnungsprogramm KUPSIM wird eine anwendungsoptimierte Berechnung des thermischen Haushalts bei vergleichbarer Genauigkeit zur vollständig aufgelösten dreidimensionalen Nachrechnung mittels CFD-Simulation ermöglicht. Für KMUs resultieren daraus deutlich verkürzte Entwicklungszeiten. KMUs können zudem durch die Übertragung der Forschungsergebnisse in vorhandene Richtlinien und Normen profitieren. Zusätzlich wird die Etablierung der CFD-Simulation als wichtiges Werkzeug bei der Strömungsanalyse in nasslaufenden Lamellenkupplungen über eine im Forschungsvorhaben zu entwickelnde CFD Best-Practice-Guideline unterstützt.

Die dargelegten wissenschaftlich-technischen und wirtschaftlichen Problemstellungen sind in Abbildung 1 dargestellt.