Start der Messungen: Gemeinsam kalibrieren die Studierenden den Roboter, um den Messpunkt im Hörsaal-Modell an die richtige Position zu bringen. Manuelles Fingerspitzengefühl wird hier im Team bewiesen. © MCI/Berger
Am linken Bildschirm ist das Modell im Maßstab 1:100 als 3D-Konstruktion dargestellt. Am rechten Bildschirm erarbeitet der Studierende Andreas Fischerleitner die Strömungsberechnung (Simulation) an einer horizontalen Schnittebene bei einem der Hörsaal-Fenster – Einlass- sowie Auslassgeschwindigkeit können hier jeweils als vektorielle Größe dargestellt werden. Somit wird verdeutlicht, wie schnell der Luftaustausch an diesen Öffnungspunkten erfolgt. Anhand dieser Darstellung ist in der kompletten Ebene zwischen den beiden Öffnungspunkten der Luftaustausch sichtbar. © MCI/Berger
In der Laborumgebung werten die Studierenden die turbulente Strömung aus – das Fluid, die Flüssigkeit in der Luft, ist eine instabile Größe und dementsprechend ständigen zeitlichen Veränderungen unterworfen. Die Auswertung der turbulenten Strömung passiert teils automatisiert durch die nicht-invasive LDA-Software – die Tropfengeschwindigkeit in der Luft wird an einzelnen Punkten gemessen und davon abgeleitet, wie gut die Durchlüftung im Raum ist (Geschwindigkeitsverteilung der Tropfen in der Luft). © MCI/Berger
Abschließende Simulationsauswertung im EDV-Raum: Die Software Ansys Fluent verdeutlicht die verschiedenen Ebenen des Raumes – dazu werten die Studierenden, hier im Bild Sebastian Spitzer, einzelne Messpunkte an verschiedenen Höhenpunkten aus. Je nach Position auf der z-Achse (Höhe des Raumes) kann so ein differenziertes Bild der Durchströmungsrate im Raum verbildlicht werden. Die Geschwindigkeit gilt als Gradmesser für den Volumenstrom an einzelnen Stellen des gemessenen Raums. © MCI/Berger
Für die Drittsemestrigen unseres dualen Studiengangs Smart Building Technologies wurde vergangene Woche eine weitere anwendungsorientierte Erfahrung zur nachhaltigen Gebäudetechnik ermöglicht: Im Rahmen eines Laborübungs-Tages im Rahmen der Vorlesung "Fluiddynamik" konnten die SBT-Studierenden die Strömung in Hörsaal 4A-024 am MCI Campus Technologie & Life Sciences experimentell und simulativ untersuchen und Simulationen zur Verbesserung der Durchlüftung anstellen.
Angeleitet durch Dozent Manuel Berger konnten die Studierenden mittels LDA (Laser Doppler Anemometrie) nicht-invasiv in einem Modell im Maßstab 1:100 laseroptisch die Geschwindigkeit mit stationären Randbedingungen ermitteln. Zur örtlichen Positionierung wurden dafür ein Roboter und ein RobotStudio Plugin verwendet, welches von den MCI Absolventen Johannes Sieberer (Absolvent der MCI Masterstudiengänge Medical & Sports Technologies sowie Wirtschaftsingenieurwesen) und MCI Mitarbeiter Thomas Hausberger (Department Mechatronik) entwickelt wurde und diese Untersuchung erst ermöglichte.
Ergebnisse der Laborübung zeigen, dass Strömungssimulationen basierend auf der finiten Volumen-Methode sehr gut mit den LDA-Messungen zusammenpassen. Außerdem ist der Raum in Originalgröße simuliert worden. Die Reynoldsähnlichkeitstheorie konnte mit der Simulation bestätigt werden, sodass Untersuchungen im Maßstab 1:100 zulässig sind. In der Laborumgebung konnten die Studierenden die realen Verhältnisse messen und Verbesserungsvorschläge anhand des Modells simulieren, ohne durch ihre Anwesenheit im realen Hörsaal Messergebnisse zu beeinträchtigen.
Der Studiengang dankt Manuel Berger herzlich für seine vielfältigen Lehrmethoden mit praxisorientierten Zugängen für unsere Studierenden.
Lüftungsverbesserung mittels Laserstrahl: Der Studierende Julian Reisacher misst über den laserausgestatteten Roboter Strömungen anhand der LDA (Laser Doppler Anemometrie), einer nicht-invasiven Strömungsmesstechnik. Nicht-invasiv bedeutet in diesem Kontext, dass durch die Messung in der Laborumgebung die realen Raumverhältnisse im gemessenen Hörsaal (hier als Modell 1:100) nicht verfälscht werden. © MCI/Berger
