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Basic Analysis of Uncertainty Sources in the CFD Simulation of a Shell-and-Tube Latent Thermal Energy Storage Unit

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König-Haagen, Andreas ; Mühlbauer, Adam ; Marquardt, Tom ; Caron-Soupart, Adèle ; Fourmigué, Jean-François ; Brüggemann, Dieter:
Basic Analysis of Uncertainty Sources in the CFD Simulation of a Shell-and-Tube Latent Thermal Energy Storage Unit.
In: Applied Sciences. Bd. 10 (2020) Heft 19 . - 6723.
ISSN 2076-3417
DOI: https://doi.org/10.3390/app10196723

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Abstract

Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations are increasingly employed in the development of latent thermal energy storage units. Yet there are often strong deviations between the experiments and numerical results. To unveil the sources of the deviations for the CFD simulation of a vertical shell-and-tube latent thermal energy storage unit, a basic analysis of different uncertainties is undertaken in this paper. Consequently, the effect of a variation of 10 material properties, six initial and boundary conditions, as well as a displacement of the temperature measuring points in the simulation, are examined. The results depict that the influence of the substance data depend on the output variable under consideration. Beside material properties, which have almost no influence, there are some properties that influence the power and the global liquid phase fraction over time, and a third group, which also has an influence on the mean power. Partly in contrast to results found in literature, the highest influence on the mean power occurs for the heat losses (which are varied in an on/off manner), the density, and the melting enthalpy (both varied by±10%).

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Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Keywords: latent thermal energy storage; uncertainty analysis; phase change material; CFD;
shell-and-tube
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Technische Thermodynamik und Transportprozesse
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Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Forschungsstellen
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Eingestellt am: 09 Nov 2020 08:35
Letzte Änderung: 12 Jul 2023 07:43
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/59298