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Numerische und experimentelle Untersuchung von Brandrauch unter Berücksichtigung von flammenden und nicht-flammenden Verbrennungsvorgängen / vorgelegt von Nils Monreal aus Berlin. Wuppertal, 2016
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1 Einleitung
1.1 Motivation und Aufgabenstellung
1.2 Vorgehen
2 Wissenschaftliche Einordnung
2.1 Begriffe
2.2 Brandprüfstände
2.2.1 Smoke Density Chamber (SDC)
2.2.2 DIN-Rohr
2.2.3 Fehlerabschätzung der Experimente
2.3 Materialien
2.4 Brandrauch
2.5 CFD-Programme
2.5.1 ANSYS CFX
2.5.2 Fire Dynamics Simulator (FDS)
2.5.3 Fehlerabschätzung bei CFD Berechnungen
2.6 Submodelle
2.6.1 Turbulenzmodelle
2.6.2 Verbrennungsmodelle
2.6.3 Strahlungsmodelle
3 Experimente
3.1 Smoke Density Chamber (SDC)
3.2 Modifiziertes DIN-Rohr
3.3 Zusammenfassung der Versuchsdaten
4 Bestimmung der Parameter für die numerischen Untersuchungen
4.1 Verwendete Modelle
4.1.1 Turbulenzmodelle
4.1.2 Energietransportmodelle
4.1.3 Strahlungstransportmodelle
4.1.4 Reaktionsmodelle
4.2 Auswertetool
4.2.1 Auswertetool-Diagramme
4.2.2 Auswertetool-Reaktionsgleichungen
4.3 Luft- bzw. Sauerstoffbedarf
4.3.1 Sauerstoffverbrauch im DIN-Rohr
4.3.2 Sauerstoffverbrauch in der SDC
4.4 Stoffbilanz im DIN-Rohr
4.5 Randbedingungen für die numerischen Untersuchungen
4.5.1 Smoke Density Chamber
4.5.2 Hotel
4.6 Gebietsbedingungen
4.6.1 Reaktionsgleichungen
4.6.2 Auftrieb
4.6.3 Initialisierung
4.6.4 Sichtweiten
5 Simulationen
5.1 Modellierung der SDC und Validierung der Simulation
5.2 Voruntersuchung des Gitters
5.2.1 Gitterstudie mit FDS
5.2.2 Gitterstudie mit CFX
5.3 Brandsimulation in einer Hotellobby
5.3.1 Untersuchung mit ANSYS CFX
5.3.2 Hotellobby mit FDS
5.4 Vergleich von CFX und FDS
5.4.1 Temperatur
5.4.2 Sichtweiten
5.4.3 Rechenzeiten
5.5 Diskussion
6 Zusammenfassung und Ausblick
6.1 Zusammenfassung
6.2 Ausblick
Literaturverzeichnis
Symbolverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Anhang
A Begriffe
B Versuchsdaten SDC
B.1 PUR3554
B.2 PUR3045SE
B.3 CO/CO2-Verhältnisse
C Versuchsdaten DIN-Rohr
C.1 PUR3554
C.2 PUR3045SE
C.3 PVC