3D-Strömungssimulation

  Luftströmungen Urheberrecht: EBC

Kenntnis über das Verhalten von Luftströmungen in Gebäuden oder Anlagenkomponenten zu gelangen ist essentiell für einen leistungsstarken und gleichzeitig effizienten Betrieb. Dabei ist die numerische Strömungssimulation (CFD, engl. „computational fluid dynamics“) durch stetig verbesserte Methoden inzwischen zu einem unverzichtbaren Werkzeug neben der experimentellen Untersuchung geworden.

Die große Bandbreite des Einsatzgebiets der Strömungssimulation erlaubt es heute in der Gebäude- und Raumklimatechnik ebenso wie in den Bereichen von Luft- und Raumfahrt, Kraftwerks- und Fahrzeugtechnik einen erheblichen Anteil am Entwicklungsfortschritt zu leisten.

Für die vielfältigen Forschungsthemen am Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik werden die verschiedenen Simulationsmethoden für die aktuellen Fragestellungen optimal eingesetzt und angepasst. Die Anwendung reicht dabei von der Bauteil- und Komponentenoptimierung über die Simulation von Raumluftströmungen bis hin zur Berechnung vollständiger Anlagen und Gebäude. Die Komplexität der Untersuchung kann von der einfachen laminaren Rohrströmung bis zur Mehrphasenströmung oder strömungsakustischen Vorhersage gesteigert werden.

Als Software wird zumeist das weit verbreitete Simulationspaket ANSYS CFX bzw. Fluent eingesetzt. Darüber hinaus können mit spezielleren Methoden auch Rauch-/Brandsimulationen mittels FDS oder Kopplungen zur 1D-Energiesystemsimulation durchgeführt werden. Neben den hochauflösenden klassischen Reynolds-gemittelten (RANS, unsteady RANS) und skalenauflösenden Turbulenzverfahren (LES, SBES, DES) kommen auch Grobgitter-Verfahren (coarse-grid) für Echtzeitsimulationen zum Einsatz.

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