Niedrigdimensionale Modelle für Raumluftströmungen in einfachen und komplexen Geometrien

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Raumluftströmungen werden durch eine Vielzahl von lokalen Wärme- und Strömungsquellen getrieben, die meistens nicht in ihrer vollen Komplexität und voll aufgelöst über längere Zeiten beschrieben werden können. Niedrigdimensionale Modelle sollen die dort vorhandene gemischte Konvektion mit ihren charakteristischen Mustern auf den größten Raum- und Zeitskalen nachvollziehen. Zwei Lösungsstrategien werden hierzu vorgeschlagen. Erstens ist die systematische Modellbildung mittels der Karhunen-Loéve-Methode (auch POD-Methode genannt) beabsichtigt, die räumlich aufgelöste Simulationsdaten zur Basis hat. In drei Schritten wird dazu die Komplexität der Geometrie bis hin zum Aachener Modellraum erhöht. Zweitens ist die Entwicklung eines empirischen Mehrzonenmodells für den Aachener Modellraum vorgesehen, das die Konvektionsdynamik stark vergröbert, aber alle Quellen und Senken der Raumluftströmung berücksichtigt. In diesem Modell möchten wir die turbulenten Austauschprozesse zwischen Zonen, die die Quellen und Senken der Innenraumströmung beinhalten, und dem Rest des Innenraumes beschrieben, u. a. auch durch eine Erweiterung von Konzepten aus Skalentheorien für natürliche Konvektion auf den Fall der gemischten Konvektion. Das Projekt eröffnet die Perspektive, komplexe Raumluftströmungen zu kontrollieren und damit das Wohlbefinden der Insassen zu beeinflussen.