Fluid Package

AddOn für BIM HVACTool

Mit dem Fluid Package werden Ihnen alle AddOn’s freigeschaltet, die Sie für die Durchführung von Strömungssimulationen benötigen. Das Fluid Package bedient das Open Source Tool OpenFOAM (Version ab 1812+).

OpenFOAM - Was ist das?

Für thermisch kritische Räume oder Situationen ist es oftmals angebracht, die Strömung der Raumluft mit Hilfe von computergestützten Simulationen detailliert zu berechnen. Dabei wird im Rahmen einer Strömungssimulation der Raum, in dem 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 diese CFD Simulationen verwenden wir das Tool OpenFOAM der Firma OpenCFD. OpenFOAM ist eine sehr umfangreiche Toolbox zur Bewältigung komplexer CFD Aufgaben und in diesem Fall 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 viele Systemressourcen. Je feiner Sie Ihre Vernetzung festlegen, desto mehr Arbeitsspeicher benötigen Sie. Als Richtwert dient dabei, dass eine Millionen Zellen ungefähr zwei Gigabyte Arbeitsspeicher benötigen. Ein Standardbüroraum mit zwei aufgelösten Personen sowie Möbel wird eine Zellenanzahl von 12 Millionen benötigen. So wären schon mind. 24 Gigabyte Arbeitsspeicher notwendig. Um nicht zu schnell an Grenzen zu stoßen und große Räume oder Zonen simulieren zu können, sollten Sie mind. 64 GB oder besser 128 GB RAM besitzen. Die CPU wird die größte Arbeit bei einer Strömungssimulation übernehmen. Je mehr Kerne die CPU hat, desto schneller kann die Berechnung parallel auf mehreren Kernen 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 verwendet 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 Ihre Geometrie ist, OpenFOAM stößt dabei an keine Grenzen.

One-Click Case Setup

Für jeden Solver können Sie individuelle numerische Einstellungen kinderleicht verändern und exportieren. Es gibt für fast jede Einstellungsmöglichkeit für OpenFOAM eine graphische Darstellung im BIM HVACTool. Mit wenigen Klicks können Sie Ihre Simulation aufsetzen.

Dynamische Netze

Bewegte Netze werden vom BIM HVACTool unterstützt. Dabei können Sie im 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 verwendet, um Quellen oder Senken via "fvOption" in OpenFOAM einzubinden. Somit ist es auch möglich 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

Mit Vektorenanimationen die Stromlinien verfolgen können in der Software die Ergebnisse auswerten. Im Video wird eine eingelesene VTK Datei, die direkt von OpenFOAM exportiert wurde mit Vektorenanimation überlagert.