Entwicklung eines Versuchsstandes zur Validierung numerischer Modelle für die Vorhersage von Raumluftströmungen:
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Herzogenrath
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2015
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INHALTSVERZEICHNIS
1. EINLEITUNG - MOTIVATION FUER DIE ARBEIT 1
2. NUMERISCHE UNTERSUCHUNGSMETHODEN ANHAND EINES BEISPIELS 5
2.1. GEOMETRISCHE MODELLIERUNG - MESHING 6
2.2. BEISPIEL FUER LUEFTUNGSKONZEPT EINES PASSAGIERRAUMES 8
2.2.1. ALLGEMEINE AUFGABENSTELLUNG 8
2.2.2. DETAILS ZUR MODELLIERUNG DER RAUMGEOMETRIE 10
2.2.3. SIMULATION DER FENSTERDUESE MIT DEREN VERSTELLMOEGLICHKEITEN 13
2.3. GESAMTSIMULATION DES PASSAGIERRAUMES 16
2.3.1. GEOMETRIEERSTELLUNG 18
2.3.2. ANMERKUNGEN ZUR DURCHFUEHRUNG DER SIMULATIONEN .... 18
2.3.3. STROEMUNGSTECHNISCHE ERGEBNISSE 23
2.4. ZUSAMMENFASSUNG 26
3. ENTWICKLUNG EINES VERGLEICHSEXPERIMENTES 27
3.1. KONSTRUKTION DES RAUMLUFTSTROEMUNGSLABORS 28
3.1.1. FLAECHENELEMENTE 28
3.1.2. RAUMKONZEPT 28
3.2. LUEFTUNGSKONZEPT 31
3.2.1. UMLUFT-BELUEFTUNG 31
3.2.2. VOLUMENSTROMREGELUNG 31
3.2.3. LUFTKANAELE 33
3.2.4. REGULIERUNGSKLAPPE 33
3.2.5. ANSCHLUSSKASTEN 33
3.2.6. ABLUFTEINHEITEN 34
3.3. MESSTECHNIKKONZEPT 35
3.3.1. STROEMUNGSERFASSUNG IM RAUMLUFTSTROEMUNGSLABOR 35
PARTICLE IMAGE VELOCIMETRY - PIV-LASERMESSSYSTEM ... 36
TRAVERSIERUNG 38
3.3.2. VOLUMENSTROMMESSUNGEN 38
MESSDIISE BZW. VOLUMENSTROMBLENDE 40
VOLUMENSTROMHAUBE 41
4. MESSKONZEPTUMSETZUNG 45
4.1. DAS PIV-SYSTEM 45
4.1.1. SEEDING 45
4.1.2. LASER 47
4.1.3. KAMERA 50
KALIBRATION 52
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INHALTSVERZEICHNIS
4.1.4. FEHLERBETRACHTUNG FUER DAS PIV-SYSTEM 54
TRAVERSIERUNG X-RICHTUNG 56
TRAVERSIERUNG Y-RICHTUNG 57
TRAVERSIERUNG ^-RICHTUNG 57
FEHLER DURCH TRAVERSIERUNG 57
ANFANGSAUSRICHTUNG DES PIV-SYSTEMS 58
VERTIKALE AUSRICHTUNG DES LASERLICHTSCHNITTES (ROTATION) 58
HORIZONTALE AUSRICHTUNG DES LASERS 59
LASER-TARGET AUSRICHTUNG 59
KAMERAAUSRICHTUNG 60
FEHLERZUSAMMENFASSUNG 62
4.2. MESSUNG DER VOLUMENSTROEME 63
4.2.1. ZULUFTVOLUMENSTROMMESSUNG 63
4.2.2. ABLUFTEINSTELLUNG UND -VOLUMENSTROMMESSUNG 66
4.3. ZUSAMMENFASSUNG 68
5. VERGLEICHENDE STROEMUNGSUNTERSUCHUNGEN 71
5.1. NUMERISCHE MODELLIERUNG DES RAUMLUFTSTROEMUNGSLABORS 72
5.2. LUEFTUNGSBLENDEN ALS UNTERSUCHUNGSOBJEKT 73
5.2.1. DRALLBLENDE 73
5.2.2. LOCHGITTERBLENDE 74
5.3. EXPERIMENTE IM RSL (ERSTE PIV-VERSUCHSREIHE) 75
*5.3.1. DRALLBLENDE - STELLUNG GERADE 78
5.3.2. LOCHGITTERBLENDE 81
5.3.3. SCHLUSSFOLGERUNG AUS DEN ERSTEN MESSUNGEN 81
*5.4. ZWEITE PIV-VERSUCHSREIHE 84
5.4.1. DRALLBLENDE - STELLUNG GERADE 85
5.4.2. LOCHGITTERBLENDE 85
5.5. UNTERSUCHUNGEN AM ANSCHLUSSKASTEN 87
5.5.1. SIMULATIONSMODELL DES ANSCHLUSSKASTENS 87
5.5.2. CFD UND PIV-ERGEBNISSE DES ANSCHLUSSKASTEN IM VERGLEICH 88
VERGLEICH OHNE MONTIERTE LUEFTUNGSBLENDE 89
VERGLEICH MIT DRALLBLENDE BEI STELLUNG GERADE 89
5.5.3. ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUSSFOLGERUNGEN 89
5.6. DRITTE PIV-VERSUCHSREIHE - NEUER ANSCHLUSSKASTEN 93
5.6.1. OFFENER ANSCHLUSSKASTEN OHNE ZULUFTBLENDE 94
*5.6.2. DRALLBLENDE MIT STELLUNG GERADE 96
5.6.3. VERGLEICH DER ERGEBNISSE MIT UND OHNE DRALLBLENDE ... 99
5.6.4. VERGLEICH DES VEREINFACHTEN MIT DEM NEUEN ANSCHLUSSKAS
TENMODELL 102
*5.7. ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUSSFOLGERUNGEN 104
INHALTSVERZEICHNIS
6. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 107
A. ANHANG 109
A.L. AUSWERTUNG UND EXPORT/IMPORT DER MESSDATEN 109
DAS PIV ZU CFX-POST KONVERTIERUNGSPROGRAMM 110
A.2. ANZAHL DER PIV-BILDER FUER DIE MITTELUNG 112
A.3. TABELLEN 115
A.4. ERGEBNISSE DER VERGLEICHENDEN UNTERSUCHUNGEN 118
LITERATURVERZEICHNIS 130
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