Fluid Package

AddOn für BIM HVACTool

Mit dem Fluid Package werden Ihnen alle Module freigeschaltet, die Sie für die Durchführungen einer Strömungssimulation mit benötigen. Das Fluid Package bedient die Open Source OpenFOAM Version ab Version 1812+ für Windows 64bit Systeme.

OpenFOAM - Was ist das?

Für thermisch kritische Räume oder Situationen ist es oftmals angebracht, die Bewegung der Raumluft mit Hilfe von computergestützten Simulationen detailliert zu berechnen. Dabei wird im Rahmen einer Strömungssimulation der kritische Raum, in der die Luftströmung systematisch berechnet werden soll, in sehr viele kleine finite Volumen unterteilt. Für jedes einzelne Volumen werden dann im Rahmen der Berechnung die vollständigen Erhaltungsgleichungen (Navier-Stokes-Gleichungen bzw. Reynoldsgleichungen) gelöst. Für dieses Vorgehen hat sich die Bezeichnung Computational Fluid Dynamics (CFD) durchgesetzt. Für die CFD Simulation verwenden wir die Software OpenFOAM der Firma OpenCFD verwendet. OpenFOAM ist eine sehr umfangreiche Toolbox zur Bewältigung komplexer CFD Aufgaben, die gesondert für den Bereich der Klimatechnik angepasst wurde. OpenFOAM wird von vielen Wissenschaftler und Firmen angewendet. Ist vielfach validiert und ab dem Jahr 2020 von der VDI als anerkannter Löser akzeptiert.

Hinweise

Eine Strömungssimulation benötigt hohe Systemressourcen. Je feiner Sie Ihre Vernetzung auswählen, desto mehr Arbeitsspeicher benötigen Sie. Als Daumenwert kann man sagen, dass 1 Millionen Zellen ungefähr 2 Gigabyte Arbeitsspeicher benötigt. Ein Standardbüroraum mit zwei aufgelösten Personen und Möbel wird eine Zellenanzahl von 12 Millionen beanspruchen. So wären schon mind. 24 Gigabyte Arbeitsspeicher notwendig. Da Sie auch später wachsen und auch größere Räume simulieren werden sollten Sie mind. 64 GB, wenn nicht sogar 128 GB RAM besitzen. Die CPU wird die größte Arbeit bei einer Strömungssimulation übernehmen. Je mehr Kerne die CPU haben, desto schneller kann die CPU in Parallel ausgeführt werden.

Systemanforderungen

Empfehlungen

Prozessor: i7 (Intel Core i9-9900K) / AMD (AMD Ryzen 9 3900X) oder höher
Arbeitsspeicher: mind. 64 GB, Empfohlen 128 GB
Festplattenspeicher: 1 Terrabyte
Grafikkarte: DirectX11 oder höher, 2060 RTX oder besser
Display: Mindestens FullHD, besser 2k Auflösung
Betriebssystem: Windows 64
Internetverbindung: Die Internetverbindung ist für Updates nötig.

OpenFOAM AddOn

Automatische Vernetzung mit SnappyHexMesh

Das BIM HVACTool unterstützt den Vernetzer "snappyHexMesh" von OpenFOAM. Sie können Ihr Gebäude einlesen und sofort vernetzen lassen. Dabei stehen Ihnen einige Optionen bereit, um die Vernetzung zu optimieren. Egal, wie komplex es wird. OpenFOAM can do it.

One-Click Case Setup

Für jeden Strömungslöser können Sie individuelle numerische Einstellungen kinderleicht verändern und exportieren. Es gibt für fast jede Einstellung in OpenFOAM eine graphische Darstellung. Mit wenigen Klicks können Sie Ihre Simulation aufsetzen.

Dynamische Netze

Bewegte Netze werden vom Tool unterstützt. Dabei können Sie in handumdrehen eine AMI/GGI aufsetzen und geben nur noch die Rotationsgeschwindigkeit wie Richtung vor. Wobei auch MRF / SRF und OverSet Mesh möglich sind.

Poröse Medien

Das BIM HVACTool wird im Tool verwendet, um Quellen oder Senken via "fvOption" -Tool in OpenFOAM anzuwenden. Ferner auch Widerstände oder Porosität zu simulieren.

Funktionen / Unterstützung

Vernetzungstechniken

  • BlockMesh: Erzeugt das Hintergrundnetz
  • "SnappyHexMesh" sorgt für das endgültige Netz
  • "CheckMesh" zur Netz-Qualitätsprüfung
  • "fvOption" für Quellen.
  • "TopoSet" um Zonierungen umzusetzen
  • Dynamische Netze
  • Over-Set Mesh
  • GGI / AMI Support

Auszug Solverunterstützung

  • Kompressible Löser
  • Nicht kompressible Löser
  • Mit Feuchtigkeit-Unterstützung
  • Mit Strahlung fvDOM, P1, Solar und View Factor
  • Partikel Support
  • Passive Scalar Löser
  • Age of Air und Behaglichkeitsanalyse

Sonstiges

  • Parallelisierung mit MPI
  • One-Click Case Setup
  • BIM2SIM, Von BIM Modell zur CFD mit IFC
  • SketchUp, Revit, STEP, IGES und Rhino Import

Post-Processing mit OpenFOAM

Mit Vektorenanimationen die Stromlinien verfolgen

Sie können innerhalb der Software die Strömungssimulation teilweise auswerten. Im Video wird eine eingelesene VTK Datei, die direkt von OpenFOAM exportiert wurde dargestellt und mit Vektorenanimation überlagert. Visualisieren und verstehen.