COMFSIM Interaktive Simulation des thermischen Komforts in Innenräumen auf Höchstleistungsrechnern

Der Beitrag gibt eine Ubersicht uber den gegenwartigen Stand der Entwicklungen eines “Computational Steering” Werkzeuges zur interaktiven Simulation und Bewertung des thermischen Komforts in Innenraumen. Das System besteht aus einem parallelen CFD Rechenkern, einem schnellen 3D Gittergenerator und einer integrierten VR-basierten Visualisierungskomponente. Das numerische Verfahren basiert auf einem hybriden thermischen Gitter-Boltzmann-Verfahren mit Erweiterungen zur Simulation turbulenter konvektiver Raumluftstromungen. Die Nutzung von Techniken des wissenschaftlichen Hochstleistungsrechnens ermoglicht dabei interaktive Veranderungen am geometrischen Modell und an den Randbedingungen zur Laufzeit bei gleichzeitiger Neuberechnung und Darstellung von Ergebnissen. Das Modell wird gegenwartig um ein Strahlenmodell und ein lokales thermisches Komfortmodell erweitert, das gemeinsam mit Projektpartnern entwickelt wird. Die Anwendung wird anhand der Stromungssimulation des Grosraumabteils eines Zuges demonstriert.

[1]  Christoph van Treeck,et al.  Collaborative computational steering: Principles and application in HVAC layout , 2006, Integr. Comput. Aided Eng..

[2]  E. Rank,et al.  Extension of a hybrid thermal LBE scheme for Large-Eddy simulations of turbulent convective flows , 2006 .

[3]  Jarke J. van Wijk,et al.  A survey of computational steering environments , 1999, Future Gener. Comput. Syst..

[4]  D. d'Humières,et al.  Multiple–relaxation–time lattice Boltzmann models in three dimensions , 2002, Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences.

[5]  Charles D. Hansen,et al.  Interactive Simulation and Visualization , 1999, Computer.

[6]  Ian Beausoleil-Morrison,et al.  The adaptive coupling of heat and air flow modelling within dynamic whole-building simulation , 2000 .

[7]  Christoph van Treeck,et al.  Computational steering on distributed systems: Indoor comfort simulations as a case study of interactive CFD on supercomputers , 2007, Int. J. Parallel Emergent Distributed Syst..

[8]  Manfred Krafczyk,et al.  LARGE-EDDY SIMULATIONS WITH A MULTIPLE-RELAXATION-TIME LBE MODEL , 2003 .

[9]  Christoph van Treeck,et al.  ComfSim – Interaktive Strömungssimulation und lokale Komfortanalyse in Innenräumen , 2006 .

[10]  P. Lallemand,et al.  Theory of the lattice Boltzmann method: acoustic and thermal properties in two and three dimensions. , 2003, Physical review. E, Statistical, nonlinear, and soft matter physics.

[11]  Jan A. J. Stolwijk,et al.  A mathematical model of physiological temperature regulation in man , 1971 .

[12]  S. Tanabe,et al.  Evaluation of thermal comfort using combined multi-node thermoregulation (65MN) and radiation models and computational fluid dynamics (CFD) , 2002 .