Zhenming Peng, Svenja Carrigan, Oliver Kornadt

• Die Bestimmung des Wärmeübergangs von der Raumluft auf Raumbegrenzungsflächen ist zentral für die Vorhersage von Bauteiloberflächentemperaturen und Wärmeströmen durch Außenbauteile. In dynamischen Gebäude- und Bauteilsimulationen wird der konvektive Wärmeübergang häufig nur vereinfacht beschrieben, da aufgrund des hohen Rechenaufwands meist auf eine explizite Strömungslösung verzichtet wird. Der Fast Fluid Dynamics (FFD) Algorithmus, der ursprünglich für eine schnelle Strömungsvisualisierung entwickelt wurde, zeigt Potenzial für eine schnellere und detailliertere Simulation. In dieser Studie wird das Potenzial der Anwendung des FFD-Algorithmus zur Bestimmung des konjugierten Wärmeübergangs untersucht. Eine partitionierte Fluid-Festkörper-Methode wird vorgestellt, die das FFD-Modell mit der transienten Wärmeleitung in Bauteilen koppelt. Die Ergebnisse zeigen eine erfolgreiche Kopplung ohne Stabilitätsprobleme. Im Vergleich zur numerischen Strömungssimulation (englisch Computational Fluid Dynamics, CFD) ist die neue Methode über 25 mal schneller und zeigt eine angemessene Genauigkeit. Weitere Beschleunigung ist durch Optimierungen des Lösers für die Wärmeleitung im Festkörper zu erwarten. Insgesamt weist der FFD-Algorithmus ein großes Potenzial für Simulationen beim konjugierten Wärmeübergang auf.