Neben den etablierten, konventionellen Methoden bieten neue experimentelle und numerische Techniken eine wertvolle Ergänzung des Entwicklungsprozesses zur Verbesserung des thermischen Komforts im Fahrzeug. Die kombinierte Anwendung sowohl moderner, berührungsloser Messmethoden als auch instationärer Strömungssimulationen ermöglicht einen tieferen Einblick in die komplexen Strömungsphänomene, wie sie zum Beispiel im Spiralgehäuse des Gebläses in einem Klimagerät auftreten. Diese sind herkömmlichen Messmethoden oder stationären Simulationsverfahren oft nicht zugänglich. Mit Hilfe der stereoskopischen 'Particle Image Velocimetry' (SPIV, 3D) und endoskopischen PIV-Messungen (2D) können dort wertvolle Daten für CFD-Berechnungen, wie z.B. Randbedingungen, im Experiment gewonnen werden, ohne die sensible Strömung durch eingebrachte Messsonden zu beeinflussen. Dies ermöglicht zunächst eine Validierung der verwendeten numerischen Verfahren. Die CFD kann dann in einem nächsten Schritt für Untersuchungen in Bereichen des Geräts herangezogen werden, die für das Experiment wiederum nur schwer zugänglich sind. Veränderungen am Klimagerät oder die Verwendung neuer Komponenten beeinflussen die Innenraumdurchströmung der Fahrgastzelle und somit unmittelbar den thermischen Komfort. Hier bietet die 'Particle Streak Tracking' Methode (PST) die Möglichkeit, eine Ebene innerhalb des Strömungsraumes simultan und quantitativ zu erfassen und sichtbar zu machen. Die Auswirkungen von Verbesserungen am Klimagerät oder an den Luftführungen können so gezielt und effektiv untersucht werden. Numerische Simulationen bieten einen ergänzenden Einblick in die gesamte Innenraumdurchströmung. Deren Einfluss auf den thermischen Komfort wird dann sowohl experimentell als auch numerisch mit Hilfe eines thermischen Dummies (MARCO, 'Method to Access theRmal COmfort') erfasst, der mit 21 Sensoren bestückt ist. Die oben genannten Methoden ermöglichen insgesamt die Entwicklung neuer Klimageräte, die sich durch einen hohen Massenstrom bei geringer Geräuschentwicklung und durch eine kleine Baugröße auszeichnen.
Moderne Methoden zur Strömungsanalyse in der Klimatisierung
Klimakonzepte, Zuheizkonzepte, Regelungsstrategien und Entwicklungsmethoden, PKW-Klimatisierung, 4 ; 232-245
2006
14 Seiten, 8 Bilder, 6 Quellen
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