EXTERNAL COUPLING BETWEEN BUILDING ENERGY SIMULATION AND COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS - Djunaedy , Ery
Samenvatting : De functie van gebouwen is geevolueerd vanuit een primitieve en essentiele functie om de mens te beschermen tegen het buitenmilieu.Met toenemende druk aan zowel de vraagkant (de behoefte van de mens) als de aanbodzijde (technologie om aan die behoefte te voldoen), bestaan er in gebouwen nu dynamische interactie tussen de verschillende componenten. Het totale systeem is zo complex dat alleen door met de dynamische interacties rekening te houden een volledig inzicht in het gebouwgedrag kan worden verkregen. Optimaliseren van het gebouw en het systeem als geheel is niet hetzelfde als het optimaliseren van componenten of subsystemen. Dit heeft geleid tot onderzoek naar integrale multidomein gebouwsimulatie. Dit proefschrift toont de levensvatbaarheid van externe software koppeling met als doel integratie van multi-domein gebouwsimulatie hulpmiddelen. Anders dan bij interne koppeling, waarbij domeinuitbreiding altijd inhoudt dat nieuwe broncode aan een bestaand programma moet worden toegevoegd, worden hierbij twee of meer programma\'s alleen gedurende de executie extern gekoppeld. Bij gebruik van externe koppeling, kunnen verandering van de broncode tot een minimum beperkt worden. Tevens kunnen ontwikkelingen in afzonderlijke domeinen onmiddellijk gebruikt worden in de andere domeinen, op voorwaarde dat er een communicatie protocol tussen de domeinen is vastgesteld. Gelet op het belang van energiesimulatie (BES) in het ontwerpproces van gebouwen en de toenemende wijdverbreide toepassing van numerieke stromingsmodellen (CFD), werden deze twee domeinen geselecteerd als uitgangspunt voor het werk beschreven in dit proefschrift. De ontwikkelde koppelingsmethode betreft de twee (BES en CFD) domeinen. Binnen andere snelle ICT ontwikkelingen is er ondertussen een grote keuze aan simulatie software met een brede range qua verfijning en toepasbaarheid. Het keuzeproces waarbij geselecteerd wordt welk(e) hulpmiddel(en) gebruikt moet(en) worden voor een bepaald probleem is grotendeels abstract en subjectief. Dit proefschrift presenteert een richtlijn waarmee de noodzaak van gekoppelde simulatie kan worden beoordeeld en die tevens gebruikt kan worden om het juiste hulpmiddel voor een bepaald probleem te selecteren. In deze richtlijn wordt gevoeligheidsanalyse gebruikt de juiste complexiteit en resolutie van de simulatie modellen te selecteren. Deze richtlijn houdt rekening met de gehele reeks van beschikbare hulpmiddelen en omschrijft logische stappen om het aangewezen hulpmiddel voor een bepaald probleem te selecteren. Hoewel het (aanvankelijk) voor het domein van luchtstromingen werd ontwikkeld, kan deze richtlijn ook op er is een werkend prototype van externe koppeling tussen BES en CFD geimplementeerd. Er zijn generieke vereisten voor BES en CFD software vastgesteld ten aanzien van het gebruik van externe koppeling. In combinatie met de gepresenteerde voorbeelden, kunnen deze generieke eisen worden gebruikt om het ontwikkelingsproces te herhalen en andere BES en CFD software voor gekoppelde simulaties te gebruiken. Voor kwaliteitsborging zijn een reeks validatiestudies uitgevoerd. De resultaten tonen aan dat externe koppeling tot een even goed resultaat kan leiden als bij interne koppeling. Dit bereikt hebbende, is het slechts een kwestie van tijd voor externe koppeling beter wordt omdat ontwikkelingen in de afzonderlijke domeinen daarmee onmiddellijk toepasbaar zijn in de andere domeinen. Om de voordelen van de gekoppelde simulatie te verduidelijken is een toepassingsstudie uitgevoerd. Hierbij wordt ook de keuzerichtlijn gedemonstreerd, waarbij is gebruikt om te beoordelen of gekoppelde simulatie voor het betreffende probleem noodzakelijk is. De resultaten van de gekoppelde simulatie bevestigen ook de voordelen van gekoppelde simulatie om tot betere en nauwkeuriger ontwerpbeslissingen te komen.