Aero-hygrothermisches Verhalten von Umfassungskonstruktionen mit Hohlräumen

Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zur gekoppelten aero-hygrothermischen Bauteilsimulation für Strukturen mit Hohlräumen. Den Schwerpunkt bildet dabei die Entwicklung eines CaFD-Modells (Cavity Fluid Dynamics) und Computercodes, welche auf der Lösung der Navier-Stokes-Gleichungen für laminare Strömungen inkompressibler reibungsbehafteter Fluide basieren. Mit der Definition einer Softwareschnittstelle gelingt es, den zunächst eigenständig ausführbaren Strömungslöser CaFD-Tool in Form einer dynamischen Bibliothek in den Quellcode der am Institut für Bauklimatik der Technischen Universität Dresden entwickelten Software DELPHIN 4 einzubinden. Mit der Formulierung eines vereinfachten Mehr-Zonen-Modells ist es möglich, die bei einem durchströmten Hohlraum oder Spalt auftretende Überlagerung von natürlicher und erzwungener Konvektion zu simulieren. Außerdem können die Feuchtefelder, verursacht durch Kondensationserscheinungen der eindringenden feucht-warmen Raumluft im Hohlraum und im angrenzenden Baustoff quantifiziert werden. Neben der exakten energetischen Beurteilung der Bauteile lassen sich Möglichkeiten zur Vermeidung von Feuchteschäden aufzeigen.