Visualisierung im Zeitalter der Digitalisierung

Die Simulation von Strömungen umfasst allgemein in Abhängigkeit des zu untersuchenden Objektes die Festlegung des Untersuchungsgebietes, der geschlossenen und offenen Rändern und die Gittergenerierung. Die Herausforderung bei der Wahl der Gitterweite und -form ist es, das Objekt im Untersuchungsgebiet ausreichend genau zu approximieren.

Für strukturierte und unstrukturierte Gitter existieren verschiedene numerische Lösungsverfahren. Die Vielzahl von möglichen Einflussfaktoren erfordert für die Prüfung auf Plausibilität und Nachvollziehbarkeit eine entsprechende Dokumentation. Hierzu gehört auch die Diskretisierung des Rechengebietes.

Visualisierung im Zeitalter der Digitalisierung

Neben der Diskretisierung kann auch durch eine angepasste Visualisierung für eine vereinfachte Geometrie ein realistischer Eindruck vermitteln werden. Der Einfluss von Building Information Modeling (BIM) wird – so hört und liest man es heute häufig – in der Abwicklung zukünftiger Bauprojekte immer stärker zu spüren sein. Gefühlt bewegt man sich mit großen Schritten im Zeitalter der Digitalisierung. Vielfältige Werkzeuge ermöglichen bereits die Schaffung von realistischen Eindrücken. Diese Anforderung wird nicht nur in der Zukunft an die Ersteller von Brand- und Rauchsimulationen gestellt – bereits heute wächst der Wunsch nach einer zeitgemäßen Darstellung.

Visualisierungsmöglichkeiten in Smokeview

Das Visualisierungsprogramm Smokeview als Bestandteil des Programmpakets von Fire Dynamics Simulator (FDS) ermöglicht unabhängig von den laufenden Weiterentwicklungen bereits heute eine optisch verbesserte Darstellung der den Berechnungen zugrundeliegenden vereinfachten Geometrie. Mit dem Tool DXF2FDS oder dem Programm PyroSim können GE1-Dateien erstellt und über Einstellungen in der FDS-Eingabedatei und der SMV-Konfigurationsdatei dargestellt werden.

Die GE1-Datei wird über das Schlüsselwort RENDER_FILE in der Namensgruppe &DUMP eingelesen und in der Konfigurationsdatei entsprechend eingebunden. Mit dem Schlüsselwort BLOCKLOCATION wird die Darstellung beim Aufruf der SMV-Konfigurationsdatei festgelegt:

  • 5: Darstellung wird an die Gitterstruktur angepasst
  • 6: Darstellung gemäß Eingabe in der FDS-Eingabedatei
  • 7: Darstellung gemäß der gewählten CAD-basierten Darstellung basierend auf Elementen vom Typ 3DFACE des Dateiformats DXF.

In der nachfolgenden Abbildung ist beispielhaft eine mit dem Programm PyroSim erzeugte dreieckige Giebelwand dargestellt.



Mit dem Tastatur-Kurzbefehl q bzw. Q kann die in der SMV-Konfigurationsdatei mit dem Schlüsselwort BLOCKLOCATION festgelegte Darstellung gewechselt werden, wie dies die nachfolgenden Abbildung verdeutlicht.



Fazit und Anforderung

Festzuhalten ist, dass eine verbesserte Darstellung der Geometrie mit vorhandenen Mittel bereits heute möglich ist. Dieses Vorgehen erfordert eine Prüfung und Aussage über die tatsächlichen Diskretisierung. Eine noch so realistische Darstellung kann nicht über Fehler bei den elementaren Grundlagen der Erstellung einer Strömungssimulation hinwegtäuschen.

Wie so häufig, … zählen die inneren Werte und „einfache“ Grundlagen.

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