Ermittlung und Verringerung von Unsicherheiten bei der numerischen Simulation von Fest-flüssig-Phasenübergängen in Speichermaterialien

Um thermische Energie zu speichern, werden häufig feste Phasenwechselmaterialien (PCM) eingesetzt. Bei Wärmezufuhr schmelzen sie, speichern die Energie bei etwa konstanter Temperatur latent und geben sie wieder ab, wenn sie durch Wärmeabfuhr erstarren.

Für die Auslegung solcher Speicher ist der zeitlich-räumliche Ablauf der Fest-flüssig-Phasenübergänge wichtig. Daher versucht man, diesen Vorgang mit Hilfe numerischer Simulation vorherzusagen. Jedoch zeigen Vergleiche mit Experimenten bislang oft größere Diskrepanzen zur Simulation. Diese lassen sich mit den unsicheren Eingangsdaten begründen, die in die Rechnung einfließen. Allerdings ist bisher unklar, in welchem Maße jeder der zahlreichen Parameter das Ergebnis beeinflusst. Bei Kenntnis der jeweiligen Auswirkung könnte man diese durch genauere Messungen gezielt verringern und damit die Simulation zuverlässiger werden lassen.

Der Autor hat sich dieser Frage eingehend gewidmet und stellt die Ergebnisse seiner systematischen Analyse in diesem Band vor.