Projektbeispiel: Modell einer Peristaltikpumpe
Im Rahmen des Innosuisseprojekts SCIS Simulation Based Calibration of Infusion Systems hat der Schwerpunkt WRA in Zusammenarbeit mit CODAN ARGUS eine Modell einer Peristaltikpumpe entwickelt. Der Fokus dabei lag auf einer möglichst genauen Simulation eines Pumpenzyklus. Die folgenden Punkte stellen dabei hohe Anforderungen an das numerische Modell
- Hyperellastisches Materialmodell für den Schlauch (mit Creep)
- Grosse Verformungen des Schlauches (Large Deformation Problem)
- Fluid-Struktur-Koppling (Fluid Structure Interaction Problem)
- Kontakt und Kontaktverlust Stempel / Schlauch während dem Pumpvorgang (Contact-Problem)
und können mit standard FEM-Tools höchstens umständlich und mit schlechter Präzision gelöst werden. Für die Implementation des FSI-Modells wurde deshalb die Finite-Element-Toolbox NGSolve verwendet, welche auf die Verwendung neuester numerischer Methoden setzt.
Die folgende Animation zeigt den simulierten Pumprozess und illustriert wie das Fluid durch die wellenförmige Kontraktion des Schlauches (Peristaltik) befördert wird. Das Abheben der Stempel ist deutlich zu sehen.
