Leichtbau und Dämmstoffe

Dämmstoffe

Wärmedämmmaterialien sind hochporöse Faser- oder Schaumstrukturen, die einerseits eine möglichst niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweisen sollen, andererseits aber auch dauerhaft stabil sein müssen. Die optimale Auswahl der Materialstruktur erfordert somit die Ermittlung der verschiedenen Materialeigenschaften und die quantitative Bewertung der widerstreitenden Kriterien. Das Teilgebiet der Mathematik, was sich mit der Bestimmung von effektiven Materialeigenschaften befasst, ist die Homogenisierungstheorie. Die effektiven Materialeigenschaften werden dabei von den Lösungen bestimmter Zell-Probleme abgeleitet, die auf repräsentative Elementarvolumen (REV) gestellt werden.

Uns ist es gelungen, einen effizienten Algorithmus zu entwickeln und zu analysieren, der es erlaubt, die effektive thermische Leitfähigkeit insbesondere für hochporöse Isolationsmaterialien zu bestimmen. Bei diesen Materialien handelt es sich zum Beispiel um Metall-/Kunststoffschäume oder Glas-/Steinwolle, die in modernen Wärmetauschern bzw. zur Isolation verwendet werden.