Was kostet eine CFD-Studie? Sechs Preisfaktoren

Warum dieselbe Anfrage zwei Preise bekommt

In derselben Woche treffen zwei Anfragen ein. Beide lauten „CFD-Analyse eines Wärmeübertragers“. Aus der einen wird eine Studie für 3.000 USD, die in zwei Wochen abgeschlossen ist. Aus der anderen wird ein zehnmal so großes Programm. Die Apparate sahen ähnlich aus. Die Fragen waren es nicht.

Eine CFD-Studie kostet von etwa 1.500 USD für einen gezielten Fall bis zu mehreren Zehntausend für ein Programm mit vielen Fällen und komplexer Physik, und sechs Faktoren entscheiden, wo Ihre liegt. Dieser Artikel geht jeden durch, nennt echte Einstiegspreise und endet mit dem, was Sie tun können, um ein Angebot zu senken.

Was sagen veröffentlichte Preise?

Sehr wenig. Ein Marktplatz-Leitfaden, zuletzt 2023 aktualisiert, nennt etwa 2.000 USD für eine einfache 2D-Analyse und rund 20.000 USD für eine komplexe zeitabhängige Analyse und gibt an, dass manche US-Firmen 1.500 bis 4.500 USD je Analyse oder 80 bis 120 USD je Stunde berechnen.

Zum Vergleich hier die Einstiegspreise, die dieses Büro veröffentlicht. Es sind Ab-Preise, und das Angebot folgt auf eine technische Prüfung.

Zwischen der ersten und der siebten Zeile liegt der Faktor fünf, noch bevor jemand Ihre Geometrie angesehen hat. Hier ist, woher er kommt.

Die sechs Dinge, die den Preis bestimmen

1. Die Anzahl der Fälle. Ein Fall ist eine Geometrie bei einem Satz von Betriebsbedingungen. Eine Auslegung bei Minimal-, Normal- und Maximallast zu prüfen sind drei Fälle. Vier Umlenkblechabstände bei zwei Durchsätzen zu vergleichen sind acht. Das ist der größte Treiber und der, den Kunden am leichtesten beeinflussen.
2. Die Physik. Stationäre, einphasige, inkompressible Strömung ist das günstige Ende. Wärmeübertragung durch feste Wände fügt ein gekoppeltes Problem hinzu. Transientes Verhalten bedeutet Tausende von Zeitschritten. Mehrphasenströmung braucht feine Netze an Phasengrenzen, und Verbrennung bringt Spezies, Reaktionen und meist Strahlung mit.
3. Der Zustand der Geometrie. Ein sauberes, wasserdichtes CAD-Modell des Fluidvolumens lässt sich am selben Tag vernetzen. Eine Fertigungsbaugruppe mit Schrauben, Dichtungen und überlappenden Flächen zu bereinigen kann länger dauern als die Simulation selbst.
4. Größe und Auflösung. Ein langes Rohrbündel, ein kompletter Ofen oder ein Raum mit kleinen Luftdurchlässen braucht viele Zellen. Wo Symmetrie oder ein repräsentativer Ausschnitt vertretbar ist, sinken die Kosten deutlich.
5. Der nötige Prüfaufwand. Ein schneller Vergleich braucht eine Sensitivitätsprüfung. Ein Ergebnis, das vor einem Kunden oder in einem Design-Review vertreten werden muss, braucht eine Netzstudie, dokumentierte Bilanzen und, wo Daten vorliegen, einen Vergleich mit Messungen.
6. Der Lieferumfang. Eine Zusammenfassung mit den wichtigsten Diagrammen ist schneller geschrieben als ein vollständiger Bericht mit Methodik, Annahmen und Grenzen. Native Falldateien und eine Ergebnisbesprechung brauchen jeweils Vorbereitungszeit.

Was kostet es, es selbst zu machen?

CFD im eigenen Haus braucht eine Lizenz oder die Fähigkeit, Open-Source-Werkzeuge ohne Support zu betreiben, Hardware oder ein Cloud-Budget und einen Ingenieur, der das oft genug tut, um darin gut zu sein. Wenn Sie jede Woche simulieren, zahlt sich der Aufbau dieser Kompetenz aus. Wenn Sie drei Studien im Jahr brauchen, verbringt der Ingenieur die meiste Zeit damit, das Werkzeug neu zu lernen, und die Vergabe kostet in der Regel weniger.

Fünf Wege, Ihr Angebot zu senken

1. Nennen Sie die Entscheidung. „Bleibt der Druckverlust unter 30 kPa, wenn wir einen dritten Gang hinzufügen?“ lässt sich eng abgrenzen. „Den Wärmeübertrager analysieren“ nicht, also wird für den ungünstigsten Fall kalkuliert.
2. Liefern Sie saubere Geometrie. Das Fluidvolumen, falls vorhanden, oder das einfachste CAD, das die benetzten Flächen enthält.
3. Kürzen Sie die Fallliste. Fragen Sie, welche zwei Betriebspunkte die Antwort eingrenzen.
4. Teilen Sie, was Sie schon wissen. Ein Versuchspunkt, ein Datenblatt, eine frühere Berechnung. Das spart Validierungsaufwand und grenzt das Modell ein.
5. Vereinbaren Sie die Prüftiefe. Wenn Sie eine Rangfolge von Varianten brauchen, sagen Sie es. Wenn Sie einen belastbaren Absolutwert brauchen, sagen Sie auch das.

Was ein Angebot enthalten sollte

Wen auch immer Sie beauftragen, das Angebot sollte die zu beantwortende Frage, die Anzahl der Fälle und ihre Bedingungen, die berücksichtigte und ausgeschlossene Physik, die vorgesehenen Prüfungen, den Lieferumfang, den Zeitplan und den Preis nennen. Wenn Netzunabhängigkeit oder Validierung aufgeführt sind, fragen Sie, was genau gemacht wird. Wenn keines von beiden vorkommt, fragen Sie, warum.

Ein Angebot, das deutlich günstiger ist als die anderen, hat meist etwas von dieser Liste gestrichen. Finden Sie heraus, was, bevor Sie Preise vergleichen.

Der günstigste erste Schritt

Wenn Sie bereits eine Simulation haben, Ihre eigene oder die eines Lieferanten, kostet eine unabhängige Prüfung einen Bruchteil einer neuen Studie und zeigt, ob man sich auf ihre Schlussfolgerungen verlassen kann. Wenn nicht, genügt meist ein kurzes Gespräch mit Geometrie und Fragestellung auf dem Tisch, um zu erkennen, in welcher Tabellenzeile Sie sich befinden.