Eigenschaften und deren Variationsmethoden

Es gibt einige grundlegende Eigenschaften, die erforderlich sind, um einen Festkörper für die Verwendung mit Autodesk® CFD zu definieren. Die meisten dieser Eigenschaften können je nach Temperatur, Druck oder Skalar mit verschiedenen Variationsmethoden variiert werden. Diese Eigenschaften und Methoden sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

Eigenschaft	Variationsmethoden
Leitfähigkeit Derselbe Wert für die Wärmeleitfähigkeit kann für alle drei Richtungen verwendet werden, oder jede Komponente kann unterschiedlich sein.	Konstant, Polynom, Inverses Polynom, Stückweise linear
Dichte Dichte wird nur für transiente Analysen verwendet.	Konstant, Polynom, Inverses Polynom, Stückweise linear
Spezifische Wärme Spezifische Wärme wird nur für transiente Analysen verwendet.	Konstant, Polynom, Inverses Polynom, Stückweise linear
Emissionsvermögen Das Emissionsvermögen wird in Wärmestrahlungsanalysen verwendet. Das für einen Festkörper angegebene Emissionsvermögen überschreibt den Wert, der dem Kontaktfluid zugewiesen ist.	Konstante, stückweise lineare Variation mit Temperatur (nützlich für spektrale Strahlungsanalysen)
Transmissionsgrad Der Transmissionsgrad wird in Wärmestrahlungsanalysen verwendet. Siehe Anmerkung unten für weitere Informationen.	Konstant, Stückweise linear (Variation je nach Temperatur), Solar-Fenster, Solar-Wand
Elektrischer Widerstand Wird nur für Simulationen der Joule-Erwärmung verwendet.	Konstant, Polynom, Inverses Polynom, Stückweise linear (Variation je nach Temperatur)
Wandrauheit Ist für die Simulation von variablen Rauheitshöhen hilfreich, um die Reibungswirkungen einzuschließen.	Konstant

Transmissionsgrad

Der Transmissionsgrad ist ein Maß dafür, wie viel Strahlungsenergie durch ein Objekt durchgehen kann. Es gibt vier Variationsmethoden für den Transmissionsgrad:

• Konstant
• Stückweise linear (für Transmissionsgrad, der je nach Temperatur variiert)
• Solar-Fenster
• Solar-Wand

Für die Variationen Konstant und Stückweise linear liegt der gültige Bereich zwischen 0 und 1. Ein Wert von 1 gibt an, dass das Objekt vollständig transparent ist und die Strahlungsenergie zur Gänze durchgelassen wird. Der Wert 0 bedeutet, dass das Objekt opak ist. Der Transmissionsgrad ist ein Parameter ohne Einheit mit einem vorgegebenen Wert von 0. Die Summe von Transmissionsgrad und Emissionsvermögen muss kleiner oder gleich 1 sein. Wenn die Summe größer als 1 ist, wird bei Simulationsstart eine Fehlermeldung angezeigt.

Die Variationen Solar-Fenster und Solar-Wand dienen zum Simulieren von Solarwärme in einem Gehäuse oder einem besetzten Raum. Statt direkt einen Transmissionsgrad festzulegen, geben Sie Werte für SHGC (Solar Heat Gain Coefficient, Energiedurchlassgrad) und U-Faktor an. Diese Parameter definieren die Rate des Einfalls von Solarenergie durch Wände, Türen, Fenster und Dachfenster und andere Außenelemente. Sie finden weitere Details im Thema AEC-Solarwärme.

Beachten Sie, dass die Absorption von Strahlungsenergie durch transparente Festkörper im Strahlungsmodell nicht enthalten ist.

Zuweisen des Transmissionsgrads

Da das Autodesk CFD-Wärmestrahlungsmodell davon ausgeht, dass sich Fluide nicht beteiligen, kann der Transmissionsgrad nur Festkörpern zugewiesen werden. Daher ist es nicht möglich, die strahlungsinduzierte Wärmeübertragung in dunklen oder "trüben" Fluiden zu simulieren.

So simulieren Sie ein transparentes Objekt, das sich zur Gänze in einem Fluid befindet

• Modellieren Sie das Objekt als Festkörper und vernetzen Sie es (es kann kein unterdrücktes Teil sein).
• Weisen Sie dem Festkörper einen Transmissionsgradwert zwischen 0 und 1 zu, um Strahlung durch das Objekt durchzulassen.

So simulieren Sie Strahlungswärmeaustausch zwischen einem transparenten Festkörper und der Umgebung, wie z. B. einem Fenster

• Modellieren Sie das Fenster als Festkörper im Modell.
• Weisen Sie dem Material dieses Festkörpers einen Transmissionsgradwert zu.
• Weisen Sie dieser Fläche eine transparente Randbedingung zu. Diese Randbedingung enthält eine Hintergrundtemperatur

So simulieren Sie den Strahlungswärmeaustausch durch einen transparenten Festkörper wie z. B. ein Fenster

• Modellieren Sie das Fenster als Festkörper im Modell.
• Wählen Sie die Variation Solar-Fenster für den Transmissionsgrad und weisen Sie die Werte für SHGC und U-Faktor zu.
• Aktivieren Sie die Solarwärme im Dialogfeld Start. Geben Sie im Dialogfeld Solarwärme das Datum, die Uhrzeit und die Position der Simulation an und legen Sie die Umgebungstemperatur oder zeitliche Variation fest.

Flächenteile können nicht zum Simulieren von transparenten Medien verwendet werden. Ein Transmissionsgradwert ungleich 0 für Flächenteile wird ignoriert. Ebenso werden Transparenzwerte ungleich 0 ignoriert, die bewegten Festkörpern zugewiesen werden. Transparenz wird für bewegte Festkörper oder in rotierenden Bereichen nicht unterstützt.

Weitere Informationen über den Transmissionsgrad in Strahlungsstudien

Elektrischer Widerstand

Der Widerstand pro Fläche wird mit der Länge der Komponente multipliziert. Ein Wert für den spezifischen Widerstand ist bei allen Festkörpern erforderlich, die durch den Joule-Effekt erwärmt werden.

Die Beziehung zwischen dem spezifischen Widerstand und dem Widerstand ist:

• R = Widerstand (Ohm)
• r = Spezifischer Widerstand (Ohm x Längeneinheit)
• L = Länge der Komponente
• A = Querschnittsfläche

Weitere Informationen zur Joule-Erwärmung...