PflanzenFachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte - Details

Verbundvorhaben: Mikrostrukturmodellierung zur Optimierung holzfaserbasierter Wärmedämmstoffe; Teilvorhaben 2: Bildanalyse, Geometriemodellierung und Simulation - Akronym: Low-Lambda

Anschrift
Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM)
Fraunhofer-Platz 1
67663 Kaiserslautern
Kontakt
Dr. Heiko Andrä
Tel: +49 631 31600-4470
E-Mail schreiben
FKZ
22002717
Anfang
01.07.2017
Ende
31.03.2021
Aufgabenbeschreibung
Ziel ist die grundständige Untersuchung der Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit holzfaserbasierter Dämmstoffe von der Mikrostruktur des Materials. Auf eine zu erstellende morphologische Modellierung auf Basis von µCT werden zu entwickelnde Algorithmen zur Modellierung der Wärmeübertragung angewandt, die neben der Wärmeleitung durch den Feststoffanteil auch Strahlung und Konvektion berücksichtigen. Die Modelle werden an einer breiten Materialvariation validiert. Mit Methoden des virtuellen Materialdesigns werden Potentiale zur Minimierung der Wärmeleitfähigkeit detektiert. Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit wird die Aufklärung der Zusammenhänge zwischen Produktionsparametern, Fasermorphologie, Struktureigenschaften des Materials und daraus resultierenden Wärmeleitfähigkeit erwartet. Die Forschungsergebnisse sind für die Weiterentwicklung von Holzfaserdämmstoffen essentiell, um derzeit bestehende Nachteile gegenüber mineralischen und petrochemisch basierten Produkten, insbes. in der Wärmeleitfähigkeit, zu überwinden. AP3: Mikro-CT Bildgebung u. morphologische Charakterisierung der Faser- und Plattenvarianten AP4: Entwicklung von Wärmeleitfähigkeitsmodellen für Holzfasermaterialien unter Berücksichtigung von Faser-Faser-Kontaktstellen und Wärmestrahlung AP5: Entwicklung stochastischer Geometriemodelle für Holzfasersysteme unter Berücksichtigung von Hohlfasern und Porenraummorphologie AP 6: Bewertung des Einflusses der Produktionsbedingungen auf die Werkstoffstrukturen, Erste Validierung der Modellierung AP9: µCT Bildgebung ausgewählter Faser- und Plattenmaterialien sowie Modellierung der Wärmeleitfähigkeit und mech. Festigkeit AP10: Abgleich zw. gemessenen und gerechneten Eigenschaften zur Validierung des Modells AP11: Virtuelles Materialdesign (Optimierung der Wärmeleitfähigkeit bei gebrauchstauglichen Festigkeiten) AP13: Messung der Wärmeleitfähigkeit u. mech. Eigenschaften, µCT Bildgebung ausgewählter Varianten AP15: Dokumentation und Berichterstattung

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