Vom Holz zum Holzwerkstoff - AHB - Berner Fachhochschule

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FORSCHUNGSARBEITEN
den Holzfasern. Wenn die Fasern parallel angeordnet sind wie in Vollholz, kön-
nen sich mehr Wärmebrücken bilden als bei der gekreuzter Anordnung in Faser-
platten. In den Spänen liegen die Fasern zwar parallel. Jedoch sind die Späne
zueinander gekreuzt. Kollmann und Malmquist definierten einen Brückenfaktor,
der umso höher ist, je größer die Holzpartikel im Holzwerkstoff sind.
Bei der Interpretation der Wärmeleitfähigkeitswerte ist zu beachten, dass be-
reits Änderungen dieser Werte von lediglich 10% einen erheblichen Einfluss auf
die Durchwärmung der Holzwerkstoffmatte haben können, wie durch Sensitivi-
tätsanalysen mit dem in den Abschnitten 2.2.3, 2.3.2 und 2.4.2 beschriebenen
Heißpressmodell gezeigt werden konnte.
Abbildung 17: Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeiten für die Ausgangsmaterialien von
der Dichte.
FORSCHUNGSARBEITEN
2.2.5 Simulation von Materialeigenschaften
Vertiefende Publikation
Thoemen et al. 2008
Einleitung
In Zusammenarbeit mit der Abteilung Strömungen und komplexe Strukturen des
Fraunhofer Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) in Kai-
serslautern wurden Strömungssimulationen zur Berechnung der Koeffizienten
der Permeabilität und der Wärmeleitfähigkeit für unterschiedliche Dichten
durchgeführt und mit experimentellen Werten verglichen. Durch diesen Ver-
gleich sollte der Nachweis erbracht werden, dass die hier eingesetzten Verfahren
zur Strömungssimulation zu realistischen Ergebnissen führen und sich somit
auch für die Berechnung der nicht experimentell nachprüfbaren Permeabilität
und Wärmeleitfähigkeit von virtuellen Faserstrukturen eignen.
Material und Methoden
Die Strömungssimulationen wurden an den in Abschnitt 2.1.2 beschriebenen
segmentierten 3D-Datensätzen der Größe 512 x 512 x 256 Voxel durchgeführt.
Die Simulation der Permeabilität erfolgte in x, y und z-Richtung der Subvolumina
unter Annahme periodischer Randbedingungen. Die mathematische Beschreibung
des Verfahrens zur Simulation der Permeabilität findet sich bei
Schulz et al. 2005. Die interzellulären Hohlräume sowie die Lumina, soweit diese
nicht vollständig abgeschlossen sind, stehen für den Gasstrom zur Verfügung.
Zunächst wird anhand der vorliegenden Geometrie geprüft, ob es einen durchgehenden
Pfad durch das betrachtete Subvolumen gibt. Falls ein durchgängiger
Pfad von einer Seite zur gegenüberliegenden Seite besteht, können die weiteren
Berechnungen durchgeführt werden. Es wird nun zunächst ein fiktiver fester
Differenzdruck Δp zwischen den gegenüberliegenden Seiten angenommen und
unter Anwendung der Stokes-Gleichungen die Geschwindigkeit u sowie der
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