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Konzept zur Absicherung von CFD-Simulationen im Brandschutz und in der Gefahrenabwehr
Numerische Simulationsprogramme (CFD-Programme) werden in immer stärkerem Umfang für die Klärung sicherheitsrelevanter Fragestellungen im Brandschutz und in der Gefahrenabwehr eingesetzt. Die den Programmen zugrunde liegenden numerischen Algorithmen kommen allerdings nicht ohne vereinfachende Annahmen aus. Im Hinblick auf die Relevanz der auf Basis der Ergebnisse dieser Simulationen getroffenen Entscheidungen, kommt der Sicherstellung vertrauenswürdiger und abgesicherter Berechnungsergebnisse eine hohe Bedeutung zu. In der vorliegenden Arbeit wird ein Konzept für die Absicherung derartiger Simulationsrechnungen vorgestellt, welches sowohl die mathematisch-numerischen Eigenschaften der verwendeten Simulationsverfahren, als auch die in der Anwendungspraxis auftretenden Schwierigkeiten der Nachweisführung berücksichtigt. Die derart konzipierte Eignungsüberprüfung basiert auf dem Aufbau einer Testmatrix, die alle wesentlichen Einflussgrößen abdeckt und die darauf beruhende Eignungsüberprüfung auch für Dritte, wie z.B. Genehmigungsbehörden, einer Plausibilitätsprüfung zugänglich macht. Die erfolgreiche Anwendung dieses Konzeptes wird am Beispiel des im Brandingenieurwesen weitverbreiteten Open-Source Simulationsprogramms Fire Dynamics Simulator demonstriert. Bereits bei dieser Fallstudie werden Fehler identifiziert, die mit den im Brandingenieurwesen bisher üblichen Überprüfungsmethoden unentdeckt blieben.
Numerical simulation programs (CFD-programs) are used more and more for the proof of safety issues in the field of fire protection and safety engineering. However, these programs are based on numerical algorithms which are not free of simplifying assumptions. With regard to the consequences of the decisions based on the results of such simulations, trusted and validated calculation results are of great importance. This work provides a concept for proving such simulations. The concept takes into account both, the mathematical and numerical properties of the simulation methods, as well as the difficulties encountered in the practical application of such proofs. The so conceived suitability test is based on the construction of a test matrix that covers all significant parameters. Moreover, the concept makes the suitability test accessible to third parties, e.g. approving authorities, with respect to a plausibility check. The application of this concept is demonstrated by using the software package Fire Dynamics Simulator, a widespread open source simulation program. Already this case study allows to identify errors that were not found by existing methods used in the Fire Safety Engineering community before.
Konzept zur Absicherung von CFD-Simulationen im Brandschutz und in der Gefahrenabwehr
Numerische Simulationsprogramme (CFD-Programme) werden in immer stärkerem Umfang für die Klärung sicherheitsrelevanter Fragestellungen im Brandschutz und in der Gefahrenabwehr eingesetzt. Die den Programmen zugrunde liegenden numerischen Algorithmen kommen allerdings nicht ohne vereinfachende Annahmen aus. Im Hinblick auf die Relevanz der auf Basis der Ergebnisse dieser Simulationen getroffenen Entscheidungen, kommt der Sicherstellung vertrauenswürdiger und abgesicherter Berechnungsergebnisse eine hohe Bedeutung zu. In der vorliegenden Arbeit wird ein Konzept für die Absicherung derartiger Simulationsrechnungen vorgestellt, welches sowohl die mathematisch-numerischen Eigenschaften der verwendeten Simulationsverfahren, als auch die in der Anwendungspraxis auftretenden Schwierigkeiten der Nachweisführung berücksichtigt. Die derart konzipierte Eignungsüberprüfung basiert auf dem Aufbau einer Testmatrix, die alle wesentlichen Einflussgrößen abdeckt und die darauf beruhende Eignungsüberprüfung auch für Dritte, wie z.B. Genehmigungsbehörden, einer Plausibilitätsprüfung zugänglich macht. Die erfolgreiche Anwendung dieses Konzeptes wird am Beispiel des im Brandingenieurwesen weitverbreiteten Open-Source Simulationsprogramms Fire Dynamics Simulator demonstriert. Bereits bei dieser Fallstudie werden Fehler identifiziert, die mit den im Brandingenieurwesen bisher üblichen Überprüfungsmethoden unentdeckt blieben.
Numerical simulation programs (CFD-programs) are used more and more for the proof of safety issues in the field of fire protection and safety engineering. However, these programs are based on numerical algorithms which are not free of simplifying assumptions. With regard to the consequences of the decisions based on the results of such simulations, trusted and validated calculation results are of great importance. This work provides a concept for proving such simulations. The concept takes into account both, the mathematical and numerical properties of the simulation methods, as well as the difficulties encountered in the practical application of such proofs. The so conceived suitability test is based on the construction of a test matrix that covers all significant parameters. Moreover, the concept makes the suitability test accessible to third parties, e.g. approving authorities, with respect to a plausibility check. The application of this concept is demonstrated by using the software package Fire Dynamics Simulator, a widespread open source simulation program. Already this case study allows to identify errors that were not found by existing methods used in the Fire Safety Engineering community before.
Konzept zur Absicherung von CFD-Simulationen im Brandschutz und in der Gefahrenabwehr
Münch, Matthias (Autor:in)
2013
127 Seiten, Bilder, Tabellen, 138 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Absicherung von CFD‐Simulationen im Brandschutz
Wiley | 2015
|Gefahrenabwehr und Katastrophenschutz
British Library Conference Proceedings | 2003
|Gefahrenabwehr bei Rückwärtsfahrten von Baumaschinen
Tema Archiv | 1995
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