Untersuchung der Möglichkeiten zum Einsatz von Open Source CFD Software für Strömungssimulationen im Bereich der Gebäudetechnik

Abstract

Bei der Imtech Deutschland GmbH & Co KG werden bereits seit 1989 Methoden der Numerischen Strömungssimulation (engl. CFD) eingesetzt. Für die Simulationen wird bei Imtech das kommerzielle CFD-Software-Paket von ANSYS verwendet. Für die Nutzung dieser Software fallen jährliche Lizenzgebühren in erheblichem Umfang an. Diese Lizenzgebühren können durch die Verwendung quelloffener Software (Open Source Software) vermieden werden. Das Ziel dieser Masterarbeit ist die Untersuchung der Open Source CFD-Software OpenFOAM hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit für Strömungssimulationen im Bereich der Gebäudetechnik. Hierzu wird im ersten Teil eine geeignete Open Source CFD Programmkette ausgewählt. Anschließend werden drei grundlegende Strömungsformen aus dem Bereich der Gebäudetechnik simuliert und die Simulationsergebnisse mittels geeigneter Vergleichsdaten validiert. Weiterhin werden die in den ausgewählten Programmen vorhandenen Modelle und Möglichkeiten herausgearbeitet, sowie deren Bedienbarkeit und Anwendbarkeit bewertet. Um die Anwendbarkeit der ausgewählten Programme auf komplexe Fragestellungen mit vielen Randbedingungen zu untersuchen wird im zweiten Teil am Beispiel eines generischen Treppenhauses der Einfluss des thermischen Auftriebs und der bei aufwärts gerichteter Durchströmung entstehende Druckverlust untersucht. Abschließend werden die Teil-Ergebnisse zusammengefasst, ein Fazit gezogen und ein Ausblick auf die weitere Verwendung von Open Source CFD Software im Bereich der Gebäudetechnik gegeben.