Modellierung und Simulation - Abbild der Realität

Modellierung von Gefahrensituationen

Versuchsaufbau mit Modell-Box und Kameras
Modell-Box für Versuche

Modellierung und Simulation spielen in fast allen natur- und ingenieurwissenschaftlichen Disziplinen eine zentrale Rolle. Um komplexe Realprozesse untersuchen zu können, ist es notwendig, Modelle zu schaffen, die die wesentlichen Eigenschaften der realen Prozesse widerspiegeln. Dazu werden am IBK Heyrothsberge, Abteilung Forschung -IdF- sowohl Modellversuche in unterschiedlichen Maßstäben als auch mathematisch-physikalische Modelle eingesetzt. Ziel ist es, möglichst kostengünstig Erkenntnisse über die Realprozesse mittels der eingesetzten Modelle zu gewinnen.  

Modellversuche

Visualisierung des Temperaturprofils auf der Oberfläche eines Menschen mittels Farben
Prozessvisualisierung

Am IBK Heyrothsberge, Abteilung Forschung -IdF- werden verschiedene Einsatzsituationen (zum Beispiel Wärmestrahlung, Flashover) untersucht. Zur Ermittlung der Belastung der Persönlichen Schutzausrüstung werden Dummys eingesetzt. Flashover-Versuche werden sowohl im ISO-Maßstab als auch im Viertel-ISO-Maßstab durchgeführt. Viele Prozessabläufe müssen unmittelbar visuell beobachtet und auf diese Art analysiert werden. Dazu werden am IBK Heyrothsberge, Abteilung Forschung -IdF- unter anderem auch eine Hochgeschwindigkeits-Aufnahmetechnik sowie ein Thermografiesystem verwendet, das auf Infrarotbasis arbeitet. Mittels Prozessvisualisierung werden einzelne Messdaten auf Flächen (zum Beispiel die Oberfläche eines Menschen) zu einem geschlossenen Bild (Felddarstellung) zusammengesetzt.

Mathematisch-physikalische Modelle

Darstellung einer Computersimulation von Wassernebel
Computersimulation

Computersimulationen unter Benutzung mathematischer Modelle sind im Brandschutz nicht mehr fortzudenken. Untersucht wird sowohl das komplexe Strömungsverhalten unter Berücksichtigung der chemischen Reaktion als auch die Wechselwirkung mit Löschmitteln (zum Beispiel Wassernebel). Im Einsatz sind vereinfachte Modelle, aber auch die komplexe CFD-Simulation. Erfahrungen liegen im Institut bei der Rauch- und Schadstoffausbreitung, bei der Simulation von Wassernebellöschprozessen sowie der Brandmodellierung vor.

 

Als Beispiel einer Direkten Numerischen Simulation (DNS) mit dem Fire Dynamics Simulator (FDS) ist hier ein Poolbrand dargestellt.