umu.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
COMSOL Multiphysics - Ett energitekniskt analysverktyg vid numerisk simulering av köldbryggor och analys av fukt i konstruktionesdetaljer
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Applied Physics and Electronics.
2014 (Swedish)Independent thesis Advanced level (professional degree), 300 HE creditsStudent thesisAlternative title
COMSOL Multiphysics - An analysis tool for energy applications when conducting numerical simulations on thermal bridges and analysis of moisture in construction details (English)
Abstract [sv]

Berggren, O. (2014) COMSOL Multiphysics – Ett energitekniskt analysverktyg vid numerisk simulering av köldbryggor och analys av fukt i konstruktionsdetaljer. Examensuppsats i ämnet energiteknik. Institutionen för tillämpad elektronik och fysik vid Umeå Universitet.

Konsultföretaget Tyréns har vid sitt kontor i Umeå önskat att utvärdera tillämpningen av programvaran COMSOL Multiphysics. Arbetet bestod av att på nytt simulera och analysera en energiteknisk problemställning, som sedan tidigare ska ha genomförts vid Tyréns.

Det valda projektet kallas i detta arbete för referensprojektet och är en del av projekteringen av kulturhuset Väven i Umeå. I referensprojektet behandlas analyserna av köldbryggor och fuktkondensation för flertalet konstruktionsdetaljer, där en av analyserna valdes ut för vidare utvärdering i detta arbete.

Målet med utvärderingen var att undersöka om resultaten från arbetet var jämförbara med referensprojektets resultat. I detta ingick det även en presentation av en översiktlig kostnadskalkyl för programvaran COMSOL Multiphysics.

Resultaten från analysen av köldbryggan och kondensationen av fukt i konstruktionsdetaljen var i jämförelse med resultaten från referensprojektet något förhöjda, i snitt 20 %.

Det genomförda arbetet påvisar att det är möjligt att återskapa de tidigare utförda simuleringarna från referensprojektet i enlighet med det krav och standarder som ställs. De erhållna resultaten är, trots en viss skillnad, jämförbara med de från referensprojektet och är giltiga för att användas vid en verklig projektering.

Det slutsatser som kan dras utifrån de erhållna resultaten är att utfall av kondens kan undvikas och att den genomsnittliga värmegenomgångskoefficienten, , indikerar att entrétorgets energiprestanda ej kommer att nå upp till kraven i BBR. Detta trots att -värdet kan antas uppfylla kraven.

Då simuleringarna har utförts utan problem i COMSOL Multiphysics och tillgodosett detta arbete med giltiga resultat, anses programvaran vara ett lämpligt simuleringsverktyg hos Tyréns. Kostnaden är dock för en flytande licens av Flixo, i jämförelse till COMSOL Multiphysics mycket lägre. COMSOL Multiphysics är vid utredningstillfället drygt fyra gånger så kostsamt. Fördelen med COMSOL Multiphysics är dock att det kan behandla flera olika typer av fysikaliska problemställningar i en-, två- och tredimensioner med endast grundprogrammet. För att användningen av COMSOL Multiphysics ska vara ekonomisk försvarbart, krävs det att programvaran också används vid tillämpningar utöver simuleringar kring köldbryggor och kondensation av fukt.

Abstract [en]

Berggren, O. (2014) COMSOL Multiphysics – An analysis tool for energy applications when conducting numerical simulations on thermal bridges and analysis of moisture in construction details. Master thesis in Energy Engineering. Department of Applied Physics and Electronics at Umeå University.

The consultant company Tyréns has at its office in Umeå decided to evaluate the application of the software COMSOL Multiphysics.  The evaluation consisted of a simulation on an energy engineering problem with its origin from a project at Tyréns, performed in COMSOL Multiphysics.

The chosen project for this task was a part of the design plans of the culture house Väven in Umeå. These design plans includes the analysis of a thermal bridge and moisture on a variety of construction details, where one of them was selected to be investigated further.

The main purpose of the investigation was to analyze if the results obtained from the simulations performed in COMSOL Multiphysics were equivalent compared to the results from the design plans. The investigation also included the presentation of an overall cost estimation for the software COMSOL Multiphysics.

The obtained results from the analysis of the thermal bridge and moisture in the construction were in both cases slightly raised compared to the results from the design plans, in average an increase of 20 %.

The work undertaken concludes that there is fully possible to recreate the previously executed simulations extracted from the design plans in accordance to the requirements and standards that are set. The obtained results are equivalent, even though a minor difference, compared with the results from the design plans and are valid too be used in a real life scenario.

The obtained conclusions are that it is possible to prevent moisture in the construction detail. However, the overall U-value, , indicates that the energy efficiency of the entrance square is not good enough to reach the requirements of the SNBBP (Swedish National Board of Housing, Building and Planning). Even though the U-value for the construction detail, , can be assumed to meet the criteria’s of the SNBBP.

Due to the fact that the simulations were conducted with COMSOL Multiphysics without any major problems and provided valid results, it is considered that the software is an appropriate tool to perform simulations at Tyréns. However, the cost for a floating license of the software Flixo is much less then for COMSOL Multiphysics. COMSOL Multiphysics is at the time of this study four times as expensive as Flixo. COMSOL Multiphysics has though an advantage because it can treat problems with a multiphysical nature in one, two and three dimensions with the use of only its standard edition. To ensure that the use of COMSOL Multiphysics can be economical viable, it is necessary that the software is used in multiple applications besides performing simulations on thermal bridges and moisture in construction details.           

Place, publisher, year, edition, pages
2014. , 59 p.
Keyword [en]
Simulation; Thermal calculations; Numerical calculations
Keyword [sv]
Simulering; Termiska beräkningar; Numeriska beräkningar
National Category
Building Technologies
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-91647OAI: oai:DiVA.org:umu-91647DiVA: diva2:737575
External cooperation
Tyréns
Educational program
Master of Science Programme in Energy Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2014-08-13 Created: 2014-08-13 Last updated: 2014-08-13Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Slutversion examensrapport(4689 kB)306 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 4689 kBChecksum SHA-512
ab4675f907f574575446ab636a4de6dd3ac636d54fc259ab143743553d0df3af9465cd5aacbe641888b79b159c8d824246cd7b7e7cb51c652d16247dcdd9d129
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Applied Physics and Electronics
Building Technologies

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 306 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 800 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf