{"id":267,"date":"2008-01-05T00:22:58","date_gmt":"2008-01-04T22:22:58","guid":{"rendered":"http:\/\/www.f-sim.de\/?p=267"},"modified":"2009-09-13T00:24:10","modified_gmt":"2009-09-12T22:24:10","slug":"konvergenz-der-ergebnisse","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.f-sim.de\/?p=267","title":{"rendered":"Konvergenz der Ergebnisse"},"content":{"rendered":"

In den vergangenen Wochen und Monaten wurde verschiedenen Ortes das Thema \u201eKonvergenz\u201c oder \u201eWie gro\u00df d\u00fcrfen Zellen f\u00fcr eine genaue Simulation mit FDS sein?\u201c diskutiert (Zur Vermeidung von Missverst\u00e4ndnissen: gemeint ist hier nicht das vielfach von ke-Modellen bekannte Konvergenzkriterium zur iterativen L\u00f6sung der Druckgleichungen. FDS nutzt einen direkten Druckl\u00f6ser.). Ausschlaggebend hierf\u00fcr d\u00fcrften vor allem die Vorgaben des Entwurfes der DIN 6019 Blatt 2 sein, die f\u00fcr LES-Simulationen pauschal 15 cm fordert. Eine Herleitung bzw. Begr\u00fcndung f\u00fcr den genannten Wert wird leider nicht gegeben.
\nDamit reicht das Spektrum der Angaben \u00fcber eine \u201eausreichend genauen Aufl\u00f6sung\u201c in der Praxis von 50 cm \u00fcber \u201e15 cm an den str\u00f6mungstechnisch wichtigen Stellen\u201c bis zu 2-3 cm, je nach dem wen man diesbez\u00fcglich fragt.
\nNach seinem Vortrag \u201eUsefullness of finer Grid to increase the Approximation Quality of LES-based CFD-Calculations related to Bouyancy driven Flows\u201c (Toris, Rogsch, Seyfried) auf der Interflam 2007, beginnt Dimitrios Toris von der Bergischen\u00a0Universit\u00e4t Wuppertal<\/a> jetzt eine\u00a0interessante Diskussion<\/a> zu diesem Thema im offiziellen FDS-Forum. Nachdem seine Untersuchungen nahe legen, dass eine Verkleinerung der Aufl\u00f6sung in praktisch anwendbaren Dimensionen keine Konvergenz sicherstellt (das von ihm untersuchte Gr\u00f6\u00dfenspektrum reicht von 10 bis 0,5 cm), diskutiert er mit Randy McDermott die M\u00f6glichkeit, eine weitere Verbesserung der Ergebnisse \u00fcber eine Anpassung der Filterweite und der Smagorinsky-Zahl zu erreichen.
\nDie ausf\u00fchrliche Antwort von Randy McDermott ist lesenswert und zeigt einige interessante zuk\u00fcnftige Aspekte auf.
\nRandy McDermott weist darauf hin, dass die verwendeten impliziten LES-Algorithmen keine monotone Konvergenz garantieren, solange die kleineren L\u00e4ngenskalen nicht ausreichend aufgel\u00f6st werden. In der Praxis ist dies mit einer DNS-Simulation vergleichbar. Eine m\u00f6gliche zuk\u00fcnftige Verbesserung w\u00e4ren aber Subgrid-Modelle, deren Auswirkung mit kleinerer Zellgr\u00f6\u00dfe abnehmen. Als weitere M\u00f6glichkeit (und einzige M\u00f6glichkeit zur Komplettierung des LES-Modells) werden\u00a0Adaptive Mesh Refinements<\/a> genannt. Ein AMR verkleinert die Zellaufl\u00f6sung in str\u00f6mungstechnisch wichtigen Bereichen automatisch auf eine einstellbare Gr\u00f6\u00dfe und verschiebt die hoch aufgel\u00f6sten Bereiche automatisch in Zeit und Raum, je nachdem wo die turbullenten Bereiche auftreten.
\nEine klare Absage erteilt er der manuellen Anpassung der Smagorinsky-Konstante aufgrund einzelner Konvergenz-Studien. Statt dessen stellt er die M\u00f6glichkeit automatisch generierter Smagorinsky-Konstanten in Aussicht, die Filterweiten ungleich der Zellgr\u00f6\u00dfe m\u00f6glich machen.
\nAbschlie\u00dfend weist Dr. Jason Floyd noch auf 2 weitere Punkte hin: 1. F\u00fcr die aus Sicht des Brandsch\u00fctzers wichtigen Punkte k\u00f6nnen Parameterstudien mit der Zellgr\u00f6\u00dfe sinnvoll sein. 2. Weitere Verbesserungen im Bereich der Simulation der Str\u00f6mungsdynamik scheinen ihm im Moment nicht sinnvoll, da der notwendige Aufwand nicht mehr im Verh\u00e4ltnis zu dem erzielten Gewinn an Genauigkeit steht. Die noch ausstehenden Validierungs- & Verifizierungs-Berichte zeigen, dass die Ergebnisse im Bereich der Str\u00f6mungssimulation \u201epretty good\u201c sind, w\u00e4hrend in anderen Bereichen mit wenig Aufwand ein gr\u00f6\u00dferer Fortschritt erzielt werden kann.
\nAuff\u00e4llig ist, dass die Entwickler mittlerweile aufw\u00e4ndige Techniken wie AMR diskutieren, an die noch vor einem Jahr kein Gedanke verschwendet wurde.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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