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Simulation Strömungssimulation ersetzt hochkomplexe Windkanaltests u0__untertitel bitte hier einfügen und daran denken, dass höchstens vier Zeilen erlaubt sind. Der Rest wird weggekürzt in Form von xxxxxxxxxxxxxxxxxx

| Autor/ Redakteur: Scott Reynolds, Sabine Goodwin / Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Vorbei sind die Tage, in denen die computergestützte Strömungsberechnung CFD zu teuer war, weil der Konstrukteur Netze von Hand erstellen oder wochenlang auf Ergebnisse warten musste. Aktuelle Errungenschaften im Bereich des High Performance Computing (HPC) und der CFD-Technologien machen es möglich, die hochkomplexen und teuren Windkanaltests durch die numerische Simulation zu ersetzen.

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Aktuelle Errungenschaften im High Performance Computing und in der CFD-Technologien machen es möglich, die teure Windkanaltests durch die numerische Simulation zu ersetzen.
Aktuelle Errungenschaften im High Performance Computing und in der CFD-Technologien machen es möglich, die teure Windkanaltests durch die numerische Simulation zu ersetzen.
(Bild: CD-Adapco)

Historisch gesehen waren Windkanalmodelle der Goldstandard für die Simulation von Strömungen und der Verteilung von Gasen. Aber die Zeiten ändern sich. Und so die Tage vorbei, in denen die computergestützte Strömungsberechnung CFD (Computational Fluid Dynamics) zu teuer war, weil der Konstrukteur Netze von Hand erstellt hat oder wochenlang auf Ergebnisse warten musste. Aktuelle Entwicklungen im High Performance Computing (HPC) und der CFD-Technologien ermöglichen es, die hochkomplexen und teuren Windkanaltests durch die numerische Simulation von Luftbewegungen, Temperaturen und der Mischung von Chemikalien und Partikeln zu ersetzen, sowohl für Innenräume als auch im Freien.

Beratungsunternehmen wie M/E Engineering nutzen diese Simulationswerkzeuge, um die Projekte ihrer Kunden zu analysieren. Dabei modellieren sie die verschiedenen Komponenten und physikalischen Interaktionen realer Aufgabenstellungen. Sie liefern genaue Ergebnisse und realistische Animationen zu geringen Kosten und in kurzer Zeit.

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Was bringt die Simulation von Wind und Chemikalienverteilung?

Die Modellierung von Wind und Chemikalienverteilung spielt eine unverzichtbare Rolle, wenn es darum geht, die Anforderungen der Umweltschutzgesetzgebung zu erfüllen oder in Genehmigungsverfahren den Einfluss eines Gebäudes auf die Luftqualität nachzuweisen. Will beispielsweise ein Unternehmen eine neue Fertigungsstätte in einem Stadtgebiet bauen, müssen Untersuchungen vorgelegt werden, die Befürchtungen wegen der Luftverschmutzung entgegentreten und der Kommune zeigen, dass man sich um diese Belange kümmert. Wenn sich zeigt, dass die Fertigungsstätte die geltenden Regularien zur Luftreinhaltung verletzt oder zu viel Energie verbraucht, lassen sich die Ergebnisse der Studie gemeinsam mit weiteren numerischen Simulationen oder Windkanaltests nutzen, um die Luftein- und -auslasspositionen zu optimieren. So lassen sich die Umwelt für die Bewohner gesünder gestalten und durch geeignete Maßnahmen Energie sparen.

Modelliertechniken für Wind

Es gibt mehrere Techniken, um Wind und Chemikalienverteilung unterschiedlich genau, teuer, komplex und umfassend zu simulieren. Die in den letzten Jahrzehnten bewährte und hauptsächlich genutzte Methode war es, ein maßstäbliches Modell des Gebäudes und seiner Umgebung in einem Atmospheric Boundary Layer (ABL)-Windkanal zu testen. Diese Methode ist in der Industrie als die genaueste anerkannt, ist aber oft kostspielig, zeitintensiv und erfordert hohe technische Kompetenz. Exakte und teilweise empirische Techniken wie die ASHRAE und Gauss-Techniken werden oft genutzt, um die Abgasschwaden zu modellieren. Leider werden sie für viele Anwendungen bezüglich Wind und Chemikalienverteilung als ungenau angesehen. Zudem berücksichtigen sie die physikalischen Details des Systems nicht im selben Maß, wie CFD dies kann.

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