Radiative Heat Transfer umfasst die Modellierung und Berechnung des Energieaustauschs durch Strahlung. Mathematische Modelle wie die Rendering Equation (REQ) und die Radiosity Equation beschreiben den Energieaustausch zwischen Oberflächen als Fredholmsche Integralgleichungen. Ihre Theorie und numerischen Lösungsverfahren sind intensiv erforscht und gut bekannt.
Oberflächen nehmen Strahlung aus ihrer Umgebung auf, reflektieren einen Teil davon und geben abhängig von ihrer Temperatur selbst Wärmestrahlung ab. In Gebäuden, Fahrzeugen, technischen Anlagen und urbanen Räumen entsteht dadurch ein gekoppelter Energieaustausch zwischen Wänden, Böden, Decken, Fassaden, Bauteilen und weiteren Oberflächen. Dieser Vorgang wird häufig auch als Surface-to-Surface Radiation […]
Nachfolgend beschreibe ich die Entwicklung einer Gewächshaussimulation mithilfe eines OpenFOAM-Modells, das insbesondere den Feuchtetransport berücksichtigt. Das Hauptziel ist es, ein Simulationswerkzeug bereitzustellen, das es den Benutzern ermöglicht, das Klima im Gewächshaus zu modellieren und zu analysieren. Ziele Entwicklung eines OpenFoam-Modells, das die Strömung von Luft und die Transportprozesse von Feuchtigkeit […]
Die Modellierung des Energietransports durch Strahlung mithilfe eines mathematischen Modells erfordert notwendigerweise die Bestimmung der Sichtbarkeiten. D. h. es ist die Frage zu klären, ob ein Punkt auf der Oberfläche des Modells im „Schatten“ eines Strahlers liegt oder nicht. Diese einfache Frage erweist sich als überaus rechenintensiv. Der Einsatz moderner […]
\( \def\x{{\bf x}} \def\y{{\bf y}} \def\out{{\rm out}} \newcommand{\Spro}[2]{\langle {#1},{#2} \rangle} \) Die Radiosity-Gleichung beschreibt den Strahlungsaustausch zwischen diffusen Oberflächen und ist die Grundlage für Surface-to-Surface-Strahlungsmodelle. Bei großen Modellen wird die numerische Behandlung allerdings schnell anspruchsvoll, da die entstehenden Gleichungssysteme einen hohen Speicher- und Rechenaufwand verursachen. Ein zentraler Grund dafür ist […]
\( \def\x{{\bf x}} \def\y{{\bf y}} \newcommand{\Spro}[2]{\langle {#1},{#2} \rangle} \) Die Rendering Equation, kurz REQ, beschreibt, ebenso wie ihre kleinere Schwester, die Radiosity Equation, den Energieaustausch zwischen Oberflächen. Die Gleichung lautet \begin{equation} \label{RTE} L(\x,\omega) = L_e(\x,\omega)+\int_{2 \pi} f(\x, \omega, \omega^\prime) \, L( h(\x,\omega^\prime), -\omega^\prime) \,\cos \theta^\prime d{\omega^\prime}. \end{equation} Bezeichnungen (hier klicken […]