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Evaluierung numerischer Methoden für bauphysikalische Fragestellungen
Michael Schaubmaier
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physik
Betreuer*in
Martin Neumann
DOI
10.25365/thesis.45916
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-24618.69460.170164-9
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit numerischen, computergestützten Methoden zur Lösung der Wärmeleitungs- bzw. Diffusionsgleichung mit Fokus auf bauphysikalischen Fragestellungen.
Einerseits soll die Genauigkeit beziehungsweise das Fehlerverhalten bei unterschiedlichen Diskretisierungen untersucht werden und andererseits sollen die verschiedenen Methoden auf deren Anwendbarkeit, aber auch auf deren Beschränkungen geprüft werden.
Der erste Teil dieser Arbeit befasst sich hauptsächlich mit den mathematischen Methoden, welche als Werkzeug für die darauffolgenden Anwendungen dienen. Im zweiten Teil wird versucht, mit Hilfe von computergestützten Simulationen ein besseres Verständnis für das Lösungsverhalten zu erlangen - dabei kommen verschiedene kleine Programme (Programmiersprache FORTRAN 90/95) zur Anwendung. Ein weiterer Aspekt beschäftigt sich mit anwendungsbezogenen Frage- stellungen wie gekoppeltes, transientes Verhalten von Wärme- und Feuchteströmen unter Einbeziehung veränderlicher Randbedingungen. Mit Hilfe der Simulationsprogramme kann auch die zeitabhängige Tauwasserbildung erkannt und erklärt werden.
Natürlich wurden für die Simulationen gewisse Annahmen und Idealisierungen getroffen, wodurch es im Vergleich zu realistischen Prozessen zu Abweichungen kommen kann. Nichtsdestotrotz können durch Simulationen grundlegende Eigenschaften und Verhaltensweisen nachgestellt werden. Beispielsweise tendieren Systeme mit Innendämmung zu Tauwasserbildung, während dieses Verhalten bei Systemen mit Außendämmung nicht beobachtet werden kann.
Abstract
(Englisch)
The present paper is about numerical and computer-based methods for solving the heat-equation, in respect to issues of building physics.
On the one hand the accuracy and the error behavior should be investigated, depending on the different discretizations. On the other hand the applicability, but also the restrictions, are of importance.
The first section of this paper mainly investigates mathematical methods, which provide the understanding for the following applications.
In the second part simulations of basic systems take place to obtain a fundamental understanding of the error behavior. Different small applications (programmed in FORTRAN 90/95) are constituents of the entire simulation. Another topic deals with application-oriented issues, as coupled, unsteady heat- and moistness currents, involving time-dependent boundary conditions. On the basis of the simulations dependencies of the dew-point can be recognized and explained.
Of course, for the implementation some idealizations was made. So, certain deviations can occur in comparison with realistic systems. Nevertheless, simulations allow the investigation of fundamental properties and behaviors. For instance, systems with insulation layer on the inside tend to form condensation water, but systems with insulation layer on the outside don‘t show this behavior.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
numerical methods simulation heat-equation
Schlagwörter
(Deutsch)
numerische Methoden simulation Wärmeleitungsgleichung
Autor*innen
Michael Schaubmaier
Haupttitel (Deutsch)
Evaluierung numerischer Methoden für bauphysikalische Fragestellungen
Publikationsjahr
2016
Umfangsangabe
117 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Martin Neumann
AC Nummer
AC13719948
Utheses ID
40633
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |