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simulationsaufbau.png

Moin!

Ich habe bisher mit Abaqus nur Spannungsanalysen während Fertigungsprozessen simuliert. Jetzt ist mir eine neue Aufgabe zuteil geworden:

Ich soll Aufheizraten während eines Brandes von Plexiglas simulieren. Dass Abaqus natürlich keinen Brand (Pyrolyse) simulieren kann, ist mir klar. Von daher will ich das Problem möglichst weit abstrahieren.
Es soll eine 2D Simulation erstellt werden. Ganz unten befindet sich eine ebene Plexiglasprobe im Schnitt mit Raumtemperatur als Auusgangszustand. Direkt dadrüber liegt eine Luftschicht mit einer Dicke von 2,5mm. An ihrer Oberseite befindet sich die Flamme, die das Plexiglas nun erwärmen soll mit einer Temperatur von ca 2500°C. Die Flamme soll hierbei als konstantes Temperaturfeld angenommen werden. Die Flamme überträgt die Wärme zum einen mittels Wärmestrahlung, zum anderen auch mit Hilfe von Wärmeleitung durch die Luftschicht. Das ganze findet dann über einen beliebigen Zeitraum statt, damit man den Verlauf der Wärmeverteilung betrachten kann. Später soll das Modell noch durch andere Materialien ergänzt werden. Ich habe noch eine Skizze zur Veranschaulichung angehängt.

Jetzt zu meiner Frage: Ist diese Simulation mit Abaqus Standard überhaupt möglich? Ich habe bis jetzt in den mannigfaltigen Möglichkeiten von Abaqus leider noch keinen Ansatzpunkt gefunden, meinen Versuch zu simulieren.

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Ich befürchte, dass das Problem physikalisch falsch beschrieben wird. Neben der Wärmestrahlung dürfte vor allem Konvektion der wesentliche Wärmeaustauscheffekt sein.
Sowohl Wärmestrahlung als auch Konvektion lassen sich als einfache thermische Randbedingung der Probe berücksichtigen. Wärmestrahlung über die Emisivität, Konvektion über einen Wärmeübergangskoeffizient sowie in beiden Fällen die Flammentemperatur.

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Da wahrscheinlich keine Koeffizienten bekannt sind, die die Wärmeübertragung von Flamme zu Luft definieren, wäre es evtl. einfacher, der Luft oben einfach eine bestimmte Temperatur vorzugeben.

Der Rest dann so wie auf dem Bild.

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