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Die Wissenschaftler der Universität Bayreuth M. Roppel, F. Rieg und S. Tremmel haben in der renommierten Zeitschrift „Applied Science“ die Rippensubstitutionsfaktor-Methode vorgestellt, die zu einer erheblichen Beschleunigung von thermischen Simulationen beitragen kann.

Der Aufwand bei der nummerischen Untersuchung von Wärmeübergängen steigt unter anderem mit der Komplexität und Größe der beteiligten Oberflächen. Eine Möglichkeit sowohl den Modellierungs- als auch den Berechnungsaufwand zu reduzieren besteht darin lediglich einfache, glatte Oberflächen zu betrachten und deren Wärmeabfuhr zu manipulieren. Diese Manipulation des Wärmeübergangs muss so gestaltet sein, dass sich die einfache, glatte Oberfläche thermisch genauso verhält wie die komplexe. Um dies zu erreichen haben die Wissenschaftler den analytisch bestimmbaren Rippensubstitutionsfaktor definiert und einen Prozess aufgestellt, nach dem der genauste Berechnungsweg für diesen Rippensubstitutionsfaktor festgelegt werden kann. Demonstriert wurde die Methode anhand von vertikalen Rechteckrippenfeldern unter Berücksichtigung der natürlichen Konvektion. Anhand des Beispiels konnte gezeigt werden, dass die Ergebnisse unter Verwendung des Rippensubstitutionsfaktors durchschnittlich lediglich um 6,2% von jenen Ergebnissen abweichen, die aus detaillierten Simulationen resultieren, wobei die Berechnungszeit wesentlich verkürzt werden konnte.

Den vollständigen Beitrag mit dem Titel „: Definition and Determination of Fin Substitution Factors Accelerating Thermal Simulations“ (DOI: https://doi.org/10.3390/app12094449) finden Sie open-access unter: https://www.mdpi.com/2076-3417/12/9/4449.