Hallo,
ich arbeite an der UNI Graz im Bereich Verwitterung und Permafrost (Geographie) und würde gern folgende Simulation durchführen.
Die Idee wäre hinter einer 1m dicken Gesteinsschicht eine vom Außenklima unabhängige Schicht mit einer konstanten Temperatur von -1°C (Permafrost) zu erstellen. Erreicht sollte dies mit einer negativen Wärmequelle werden. (für Alternativen bin ich jeder Zeit zu habe.)
Ist es möglich negative Wärmequellen zu erstellen (Permafrost) die über die ganze Schicht wirkt?
wenn ja, wie?
MFG
Harald
"negative" Wärmequellen
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Christian Bludau
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Re: "negative" Wärmequellen
Hallo Harald,
theoretisch ist es möglich, negative Wärmequellen über Quellen und Senken einzufügen, allerdings hat sich da ein Fehler in der aktuellen Version von WUFI eingeschlichen, so dass negative Wärmequellen ignoriert werden. Wir arbeiten an einer Korrektur, die hoffentlich im Oktober erscheint.
Allerdings kann man bei einer Wärmequelle die Quellstärke nur in W/m² angeben, nicht aber in Grad.
Eine weitere Idee wäre, der Permafrostschicht die gewünschte Anfangstemperatur zu geben und der Schicht selbst eine unendlich hohe Wärmespeicherkapazität. Dann müsste die Schicht ewig bei der Anfangstemperatur bleiben...
Christian
theoretisch ist es möglich, negative Wärmequellen über Quellen und Senken einzufügen, allerdings hat sich da ein Fehler in der aktuellen Version von WUFI eingeschlichen, so dass negative Wärmequellen ignoriert werden. Wir arbeiten an einer Korrektur, die hoffentlich im Oktober erscheint.
Allerdings kann man bei einer Wärmequelle die Quellstärke nur in W/m² angeben, nicht aber in Grad.
Eine weitere Idee wäre, der Permafrostschicht die gewünschte Anfangstemperatur zu geben und der Schicht selbst eine unendlich hohe Wärmespeicherkapazität. Dann müsste die Schicht ewig bei der Anfangstemperatur bleiben...
Christian
Re: "negative" Wärmequellen
Hallo Christian,
1000 Dank für die Antwort.
Ich arbeite noch mit WUFI 5.1. möglicherweise ist es dort noch möglich negative Wärmequellen einzufügen.
Die Einheit in W/m^2 stellt tatsächlich ein Problem dar, jedoch denke ich dass ich das in den Griff bekommen könnte.
Die die Idee der unendlich hohen Wärmespeicherkapazität ist super (und einfach) ich werds mal auf diesem Weg versuchen.
>> Ich hoffe diese Einstellung hat keine Auswirkungen auf andere Materialeigenschaften. (Wasserdampfdiff., Wärmeübergangswiderstand etc...).?
1000 Dank für die Antwort.
Ich arbeite noch mit WUFI 5.1. möglicherweise ist es dort noch möglich negative Wärmequellen einzufügen.
Die Einheit in W/m^2 stellt tatsächlich ein Problem dar, jedoch denke ich dass ich das in den Griff bekommen könnte.
Die die Idee der unendlich hohen Wärmespeicherkapazität ist super (und einfach) ich werds mal auf diesem Weg versuchen.
>> Ich hoffe diese Einstellung hat keine Auswirkungen auf andere Materialeigenschaften. (Wasserdampfdiff., Wärmeübergangswiderstand etc...).?
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Christian Bludau
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Re: "negative" Wärmequellen
Hallo Harald,
ich befürchte, dass die negative Wärmequelle in 5.1 auch nicht geht. Weiterhin müsstest Du die Quellstärke iterativ bestimmen, da ja zu jedem Zeitschritt eine andere benötigt wird, abhängig von der aktuellen Temperatur der Elemente.
Die Wärmespeicherkapazität sollte die anderen Eigenschaften nicht beeinträchtigen. Bei einer Temperatur unter 0°C steht allerdings flüssiges Wasser in den Poren nicht mehr zum Transport zur Verfügung, da es gefroren ist.
Christian
ich befürchte, dass die negative Wärmequelle in 5.1 auch nicht geht. Weiterhin müsstest Du die Quellstärke iterativ bestimmen, da ja zu jedem Zeitschritt eine andere benötigt wird, abhängig von der aktuellen Temperatur der Elemente.
Die Wärmespeicherkapazität sollte die anderen Eigenschaften nicht beeinträchtigen. Bei einer Temperatur unter 0°C steht allerdings flüssiges Wasser in den Poren nicht mehr zum Transport zur Verfügung, da es gefroren ist.
Christian
Re: "negative" Wärmequellen
Hallo Christian (nochmal),
da ich in der Woche auf Urlaub war, kann ich erst jetzt weitere Fragen stellen.
Wenn ich denn Wert Wärmekapazität trocken [J/kgK] (ich nehme an dass mit der Wärmespeicherkapazität die Wärmekapazität trocken gemeint ist?) extrem hoch einstelle gilt das ja wohl nur für trockenes Gestein, was ja grundsätzlich kein Problem ist aber verändert sich dieser nicht wenn Feuchte von der äußeren Schicht eingetragen wird (sofern das möglich ist bei <0°C)?
Mfg
Harald
da ich in der Woche auf Urlaub war, kann ich erst jetzt weitere Fragen stellen.
Wenn ich denn Wert Wärmekapazität trocken [J/kgK] (ich nehme an dass mit der Wärmespeicherkapazität die Wärmekapazität trocken gemeint ist?) extrem hoch einstelle gilt das ja wohl nur für trockenes Gestein, was ja grundsätzlich kein Problem ist aber verändert sich dieser nicht wenn Feuchte von der äußeren Schicht eingetragen wird (sofern das möglich ist bei <0°C)?
Mfg
Harald
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Christian Bludau
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Re: "negative" Wärmequellen
Hallo Harald,
das hängt davon ab, was in der Wärmeleitfähigkeit feuchteabhängig definiert ist. Wenn nur ein Wert angegeben wird (Trockenwert), dann wird dieser über den ganzen Feuchtebereich verwendet. Der Wert kann auch "generiert" werden, dann muss ein Zuschlag angegeben werden. In deinem Fall würde ich aber nur den einen Wert verwenden, da wenn Du den auf unendlich setzt, ist ja egal, ob er durch den Feuchteeinfluss etwas höher wird.
Viele Grüße,
Christian
das hängt davon ab, was in der Wärmeleitfähigkeit feuchteabhängig definiert ist. Wenn nur ein Wert angegeben wird (Trockenwert), dann wird dieser über den ganzen Feuchtebereich verwendet. Der Wert kann auch "generiert" werden, dann muss ein Zuschlag angegeben werden. In deinem Fall würde ich aber nur den einen Wert verwenden, da wenn Du den auf unendlich setzt, ist ja egal, ob er durch den Feuchteeinfluss etwas höher wird.
Viele Grüße,
Christian
Re: "negative" Wärmequellen
1000 Dank,
hab´s jetzt durchprobiert und die Ergebnisse gefallen mir sehr gut.
Ich denke es funktioniert nach meinen Vorstellungen (ansonsten melde ich mich noch mal).
sw
Harald
hab´s jetzt durchprobiert und die Ergebnisse gefallen mir sehr gut.
Ich denke es funktioniert nach meinen Vorstellungen (ansonsten melde ich mich noch mal).
sw
Harald