Luft ist das primäre physikalische Material, das in den meisten AEC-Anwendungen verwendet wird. Jedes Anwendungsthema (Mechanisch, Natürliche Belüftung und Extern) beschreibt detailliert, wie Luft für spezifische Anwendungstypen verwendet werden sollte.
Festkörpermaterialien werden häufig zur Simulation von Baumaterialien und anderen physikalischen Festkörpern verwendet. Mit Materialkomponenten wie internen Lüftern und Strömungswiderständen lassen sich komplexe Komponenten (Ventilatoren, Filter, Trennblechkühlungen usw.) bequem mit einfacher Geometrie simulieren. Dieses Thema beschreibt detailliert die Verwendung von Festkörpermaterialien sowie von internen Lüftern und Strömungswiderständen als Komponenten für AEC-Modelle.
Festkörpermaterialien
Die Standardmaterialdatenbank verfügt über eine Vielzahl von Festkörpermaterialien. Die folgenden Materialien werden häufig in AEC-Anwendungen verwendet:
- Stein
- Gipskarton
- Laub- und Nadelholz
- Stahl
- Glas
Benutzerdefinierte Materialien
Mehrere weitere Materialtypen werden normalerweise auch in AEC-Anwendungen verwendet, aber aufgrund der großen Anzahl von Varianten nicht in die Vorgabematerialbibliothek aufgenommen. Beispiele für solche Festkörper sind:
- Beton
- Boden
- Isolierung
- Zusammengesetzte Elemente
Erstellen Sie im Material-Editor zusätzliche Materialien, und speichern Sie sie in einer benutzerdefinierten Materialdatenbank.
Weitere Informationen zum Erstellen von benutzerdefinierten Materialien...
Materialien mit übereinstimmenden Eigenschaften
Eine praktische Möglichkeit, die Komplexität eines Modells zu reduzieren, ist die Verwendung einer einzelnen Komponente, die thermisch einer komplexen Baugruppe entspricht. Einige Beispiele:
- Doppelscheibe - geben Sie die folgenden Eigenschaften an, die der Summe der Layer für das Glas und das Gas im Inneren entsprechen:
- Wärmeleitfähigkeit
- Dichte
- Spezifische Wärme
- Menschen - geben Sie die Eigenschaften von Wasser an, um die thermischen Eigenschaften eines Menschen darzustellen.
Materialkomponenten des Typs "Interner Lüfter"
Komponenten des Typs "Interner Lüfter" verwenden eine sehr einfache Geometrie für die Luftströmungsbewegung in einem Raum oder in einer Struktur. Dank ihrer Einfachheit können die Auswirkungen eines Lüfters simuliert werden, ohne physisch drehende Schaufeln zu modellieren. Geben Sie die Strömung entweder als konstanten Durchfluss oder mit einer Lüftercharakteristik-Kurve (PQ-Kurve) an.
Eine der häufigsten Anwendungen für Komponenten des Typs "Interner Lüfter" ist die Simulation von Luftbewegung in einer Server-Rack-Baugruppe in einem Rechenzentrum. Anstatt jede Schaufel in einem Rack zu modellieren, verwenden Sie eine einzelne Lüfterkomponente, die die entsprechende Strömung aller kleineren Lüfter liefert.
Grundlegende optimale Verfahren für Lüfter für AEC-Anwendungen:
- Um interne Lüfter zu modellieren, modellieren Sie nicht die tatsächliche Lüftergeometrie. Verwenden Sie stattdessen einfache Zylinder, kranzförmige Ringe oder sechsseitige Blöcke (wenn Sie eine Server-Rack-Baugruppe modellieren).
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- Es kann sich schwierig gestalten, ein Netz für einen Lüfter zu erstellen, der mit einer sehr dünnen Geometrie modelliert ist. Stellen Sie sicher, dass die Dicke des Bauteils mindestens einem Drittel seines Durchmessers entspricht.
- Weisen Sie neben dem Durchfluss eine Drehzahl und einen Gleitfaktor zu. Der Gleitfaktor ist das Verhältnis der Drehgeschwindigkeit der Luft stromabwärts zur Drehzahl der Schaufel. Typische Axiallüfter haben einen Gleitfaktor zwischen 0.3 und 0.5. Die Drehzahl und der Gleitfaktor sind optionale Parameter.
- Lassen Sie nicht zu, dass benachbarte Lüfter sich berühren. Stellen Sie sicher, dass sich zwischen benachbarten Lüftern eine Luftschicht befindet.
- Weisen Sie Lüftern keine Strömungsrandbedingungen zu.
- Wenn es keine passenden wärmeableitenden Bauteile innerhalb des Racks gibt, stellen Sie die von Serverkomponenten erzeugte Wärme dar, indem Sie dem Lüfterteil entweder Wärmeerzeugung oder Gesamtwärmeerzeugung zuweisen.
Weitere Informationen zum Erstellen und Anwenden von Komponenten des Typs "Interner Lüfter"...
Materialkomponenten des Typs "Strömungswiderstand"
Verwenden Sie Materialkomponenten des Typs "Strömungswiderstand" für die Simulation der Strömung durch komplexe, aber regelmäßige Hindernisse. Dank ihrer Einfachheit kann der durch diese Hindernisse verursachte Druckverlust geometrisch einfach dargestellt werden.
Widerstandsanwendungen in AEC-Simulationen
Es gibt zahlreiche Gelegenheiten für die Verwendung von Strömungswiderständen in AEC-Anwendungen. Sie sind besonders hilfreich für Anwendungen, die HLK-Systeme, Rechenzentren und Laborräume betreffen. Einige spezifische Modellelemente:
- Bleche
- Filter
- Trennblechkühlungsbaugruppen
- Heiz- und Kühlelemente
- Menschenmengen (sitzend oder stehend)
- Fachwerkbinder
- Äußere Landschaftsgestaltung
Widerstandsmethoden für AEC-Anwendungen
Es gibt mehrere Möglichkeiten zum Definieren des Widerstands. Klicken Sie hier, um mehr über Strömungswiderstandsmethoden zu erfahren...
Die schnellste und am häufigsten verwendete Methode für AEC ist Freier Flächenanteil. Dies ist eine geometrisch abgeleitete Darstellung des Prozentsatzes des freien Bereiches bezogen auf den Gesamtbereich eines Hindernisses:
Verwenden Sie die Methode für den freien Flächenanteil für Hindernisse wie Lochplatten oder Trennblechkühlungen, in denen sich die freien Bereiche und Gesamtbereiche einfach berechnen lassen.
Weitere Informationen über Widerstände mit freiem Flächenanteil...
Eine alternative Methode, die häufig in AEC-Anwendungen verwendet wird, ist die Kennlinie. Bei dieser Methode wird der Druckabfall mithilfe einer Tabelle mit Druckabfall- und Durchflussdaten berechnet.
Verwenden Sie diese Methode, wenn die Lastkurvendaten (Druckverlust als Funktion des Durchflusses) für das Hindernis zur Verfügung stehen.
Weitere Informationen über Widerstände mit Kennlinien...
Grundlegende optimale Verfahren für Widerstände für AEC-Anwendungen:
- Um eine komplexe Komponente zu modellieren, ersetzen Sie das Bauteil im CAD-Modell durch ein einfaches Würfelobjekt (oder eine andere geeignete Form). (Dieser Schritt sollte Teil der Modellvorbereitung sein, bevor das Modell in Autodesk® CFD übertragen wird.)
- Weisen Sie Strömungswiderständen keine Strömungsrandbedingungen zu.
- Um die von Serverkomponenten erzeugte Wärme darzustellen, wenn es keine passenden wärmeableitenden Bauteile innerhalb des Racks gibt, weisen Sie dem Widerstandsteil entweder Wärmeerzeugung oder Gesamtwärmeerzeugung zu.
- Um ein sehr dünnes Element, z. B. ein Lochblech über einer Lüftungsöffnung im Boden oder einem Diffusor, zu modellieren, verwenden Sie ein Flächenmaterial anstelle eines Volumens. Weisen Sie dazu das Widerstandsmaterial der Fläche zu, die das Blech darstellt, und behalten Sie die benachbarten, als Luft zugewiesenen Volumen bei. Weitere Informationen über Flächenteile
Weitere Informationen zum Erstellen und Anwenden von Strömungswiderständen...