In an attempt to reduce the high computational efforts for dynamic thermal simulations using Computational Fluid Dynamics (CFD) the authors have recently developed an adaptive freeze-flow method (i.e. freezing of flow equations over variable time periods). This paper documents the work that has been carried out to predict the radiative surface heat transfer in dynamic thermal building processes using CFD.The Monte Carlo and Discrete Transfer radiation models were investigated and results compared with analytical solutions. The Discrete Transfer model has shown good performance whereas an unrealistic radiation distribution on the surfaces was observed for the Monte Carlo model. A further investigation of the Discrete Transfer model for the cooling of a solid wall has shown that the adaptive freeze-flow method is an efficient and accurate way to carry out dynamic thermal CFD simulations which involve radiation.

FachthemenZur Reduktion des Zeitaufwands von dynamisch-thermischen Langzeitsimulationen mit CFD-Programmen wurde in kürzlich veröffent-lichten Studien eine neuartige Freeze-Flow Methode vorgestellt. Diese basiert auf der periodischen Umschaltung zwischen der volldynamischen Lösung aller Gleichungen und der ausschließlichen Lösung der Enthalpie-Gleichungen (eingefrorene Luftströmung

Die im Rahmen des Forschungsprojektes “THERMEX Coburg” entwickelte adaptive Freeze‐Flow‐Technik FREEZECONT ermöglicht dynamische Langzeitsimulationen mit dem CFD‐Programm ANSYS CFX. Die neue Rechentechnik wird zunächst anhand von sechstägigen Simulationen des sommerlichen Temperaturverhaltens eines gängigen Büroraumes mit Nachtlüftungsstrategie mit und ohne Bauteilaktivierung demonstriert. Eine weitere Studie befasst sich mit dem Vergleich zwischen dynamischen CFD‐Berechnungen (mit FREEZECONT) und denjenigen zonaler Gebäudesimulationsprogramme am Beispiel TRNSYS. Schließlich erlaubt CFX/FREEZECONT erste praxisrelevante Aussagen über den Einfluss von abgehängten Akustikbaffeln auf das dynamisch thermische Verhalten eines Büroraumes.

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Die Planung komplexer Gebäude erfordert immer häufiger den Einsatz von Simulationsprogrammen. Die hierfür derzeit verwendeten dynamischen Gebäudesimulationspro-gramme sind jedoch nicht in der Lage, die Luftströmungen und die Temperaturverteilung innerhalb eines Raumes zu erfassen. Eine Lösung der Problematik besteht in der Verlagerung der Gebäudesimulation auf eine CFD-Plattform, deren Berechnung derzeit allerdings noch mit extrem langen Rechenzeiten und großen Datenmengen verbunden ist. Um diese Rechenzeiten zu verringern, wurde für ANSYS CFX-5 eine neue Freeze-FlowMethode entwickelt, die auf der periodischen Einfrierung der hydrodynamischen Gleichungen basiert und so dynamische Langzeitsimulationen erlaubt. Zudem wurden die CFD-Simulationen für die in Räumen vorherrschende freie Konvektion validiert. Im Ergebnis ergaben Freeze-Flow-Simulationen einfacher Testmodelle schließlich eine erhebliche Reduzierung der Simulationszeit ohne einhergehenden Verlust an Genauigkeit im Vergleich zur volldynamischen CFD-Simulation. Dynamic CFD simulation of thermal long-term behaviour of buildings. The design of complex buildings increasingly demands the usage of simulation programmes. Actual dynamic thermal simulation programmes in use are