CFD modellezés
A CFD modellezés egyik jellemző alkalmazási területe a helyiségen belüli légáramlások modellezése, illetve ehhez kapcsolódóan a térben kialakuló szennyezőanyag eloszlás, valamint a légállapot paraméterek térbeli eloszlásának vizsgálata. A modellezés matematikai alapját a megmaradási törvények (tömeg-, energia- és lendületmegmaradás), valamint a koncentráció változás egyenleteinek többdimenziós numerikus megoldása jelenti.
1. ábra - Sorba kötött puffer tároló hőmérséklet keveredési ábrái (Érces Norbert)
A modellezés általános menete:
- a geometriai modell felépítése;
- fizikai modell meghatározása;
- kezdeti-, illetve peremfeltételek rögzítése;
- CFD modell felépítése (megoldási mező kijelölése, rácsfelosztás kialakítása, időlépés meghatározása);
- CFD modell validálása;
- eredmények kiértékelése, vizualizálása.
2. ábra - Leválás detektálása fali áramvonalakkal (Dr. Czétány László)
A CFD modellezés egyik igen fontos előnye, hogy lehetővé teszi a kutatások rugalmasságának biztosítását a szakemberek számára. Erre jó példa a lakossági gáztűzhelyek szennyezőanyag kibocsátásának vizsgálata különböző szellőzési módok mellett. Egy megfelelő pontossággal felépített tűzhely modell, mint szennyezőanyag forrás így ugyanis tetszőleges térben elhelyezhető és értékelhető. A várhatóan kialakuló szennyezőanyag eloszlás ismerete pedig jelentős segítséget nyújt a megfelelő szellőzési mód kialakításában.
3. ábra - Gáztűzhely károsanyag kibocsátásának vizualizációja
(Vörösné Leitner Anita)
Fontos megjegyezni, hogy a helyes rácsfelosztás kialakítása a CFD modellezés során kulcsfontosságú feladat. Általánosan igaz, hogy a rács finomítása növeli a modell pontosságát, ugyanakkor indokolatlanul sok rácspont alkalmazása többszörösére növeli a megoldási időt, illetve a szükséges gépkapacitást. Ugyanez érvényes a tranziens folyamatok modellezése során alkalmazott időlépések meghatározására is.
BIM modellezés
A CFD modellezés tapasztalatait jelentős eredménnyel hasznosíthatjuk a hagyományos (2D-s, CAD alapú) tervrajzok elkészítésénél. A tervezési folyamat következő fontos állomása lehet a BIM modellezés.
4. ábra - BIM modell
A BIM definíció szerint „...megosztott tudásforrás egy létesítményről, amely megbízható alapot teremt a döntésekhez az épület életciklusa során; a koncepciótól a bontásig.” (NBIMS-National BIM Standard—United States). Alapvető jelentősége a különböző szakági tervek összehangolásában, valamint az egyes rendszerelemek paraméterezésében van.
Az információtartalom függvényében különböző BIM-dimenziók definiálhatók: 3D, 4D, 5D, 6D és 7D BIM modell. A 7D BIM modell az egyes elemekhez csatolt információk (felhasználói leírások, specifikációk, garanciák) alapján már az épületüzemeltetési feladatok elvégzésében nyújt segítséget.
Legfontosabb alkalmazási területei:
- tervezéstámogatás (dokumentáció készítés, tervellenőrzés);
- szakági tervek összehangolása (ütközésvizsgálat);
- kivitelezés támogatása (építési terület kijelölése, kiviteli tervek pontosítása, költségbecslés);
- energetikai analízis (és optimalizáció).