Welches Astronomieprogramm?

    Hoffe ich bin hier richtig.


    Es geht um folgendes. Im Rahmen meiner Diplomarbeit (Gebiet Bauphysik) muss ich mir die direkte Strahlungswärmestromdichte auf Gebäudeflächen ausrechnen. Formeln gibt es, aber ich brauche folgende Daten über die Sonne: Ephermeriden, speziell den Höhenwinkel und den Azimutwinkel.


    Am besten die Minutenwerte für ein ganzes Jahr für einen bestimmten Standort auf der Erde. Mit welchem Programm kann man sich sowas ausrechnen? Export nach Excel wäre auch hilfreich. Oder gibt es Formelwerke mit denen man beide Werte ausrechnen kann?



    <font color="yellow">Verschoben ins Softwareboard. DK279.</font id="yellow">

    Danke für die Tipps, sind hilfreich ;)


    (==&gt;)Andre: Wie genau ist deine Berechnung? Das heißt, du hast hier wohl bestimmte Korrekturfaktoren angewendet? In meiner Formelsammlung wird eine Jahreszeitverschiebung von 10 Tagen angesetzt, wahrscheinlich für ne Jahreslänge von 365 Tagen, so genau geht das hier nicht hervor. Was ist bei dir mit der Standardeinstellung delta T=66sec gemeint? Die Jahrezeitenverschiebung fließt in den Deklinationswinkel rein laut Literatur. Weiters ist der Höhenwinkel abhängig vom Deklinationswinkel. Und der Azimutwinkel ist wiederrum abhängig vom Höhenwinkel und Deklinationswinkel. Ist das korrekt, oder gibt es mehrere Methoden der Berechnung?


    Muss die Zeitauflösung mit der Schrittweite übereinstimmen? (Rechnerkapazität ist genug vorhanden).
    Ist die simple Annahme, dass wenn der Höhenwinkel negativ wird, die Sonne nicht sichtbar ist, ausreichend? Oder muss noch etwas berücksichtigt werden?

    Ähm äh also: Mach mal dringend eine Genauigkeitsabschätzung! Wie genau brauchst Du die Daten? Ich vermute mal ganz deutlich, du kriegst sie genauer als Du sie brauchst. Und genauer kriegst Du sie eh nicht.


    Ich weiß ja nicht, was bei Dir "Jahreszeitenverschiebung" ist. Delta T beschreibt die Effekte, die die leicht unregelmäßige Rotation der Erde seit 1900 verursacht haben. Delta T ändert sich unregelmäßig, und man kann die Entwicklung von Delta T nur begrenzt extrapolieren. Wenn man EXTREM genau rechnen will, muss man das gelegentlich anpassen. Es ist im astronomischen Bereich z.B. nötig, wenn Du Kontaktzeiten einer totalen Sonnenfinsternis sekundengenau ausrechnen willst. In weiter Zukunft wirkt sich das bei einer derartigen Genauigkeitsanforderung dann aus.


    Bin auf Deinem Gebiet kein Experte, aber ich wage echt zu bezweifeln, dass Delta T IRGENDEINEN Einfluss auf Deine Ergebnisse haben wird, da es sich die Effekte von Delta T im Sub-Bogensekunden-Bereich austoben. Zum Vergleich: Die Sonnenscheibe ist ca. 30 Bogenminuten, also 1800 Bogensekunden groß. Das ist für Deine Betrachtungen mit Sicherheit völlig Banane. Du wirst die Daten objektiv auf ein paar Grad genau brauchen, und auf Zehntelgrad ist kosmetisch schöner. Andres Programm liefert sie im Bogenminuten-Bogensekundenbereich, und die Horizon-Ephemeride für aktuelle Epochen im Sub-Bogensekundenbereich. Genauer als Horizon kriegst Du die Werte auf diesem Planeten NICHT so ohne weiteres!!


    Im Kern führen unberechenbare atmosphärische Effekte zu erheblich mehr Fehler als die grobe oder nicht so grobe Berücksichtigung von Delta T.


    Ich würde in Deinem Fall ein typisches Jahr mit bekanntem Delta T (2010 oder davor) annehmen, und damit erledigen sich alle Delta T Effekte sowieso komplett.


    &gt; Weiters ist der Höhenwinkel abhängig vom Deklinationswinkel
    &gt; Und der Azimutwinkel ist wiederrum abhängig vom Höhenwinkel und Deklinationswinkel


    Ähm äh, also: Es gibt 2 Koordinatensysteme, mit denen man die Position eines Himmelsobjekts angeben kann: Horizontsystem (Azimut, Höhe) und Äquatoriales System (Rektaszension bzw. Stundenwinkel, Deklination). Du kannst diese Koordinaten aus einem System ins andere umrechnen. Du wirst in erster Linie Azimut und Höhe brauchen, damit Du weisst, aus welcher Richtung die Sonne zu einem gewählten Zeitpunkt auf Dein wie auch immer orientiertes Gebäude strahlt. Also lass Dir doch von dem Horizon gleich Azimut und Höhe ausgeben, dann brauchst Du gar nix selber auszurechnen. Wenn Du die Deklination für irgendwas brauchst, Horizon liefert Dir auch die. Das Horizon-Programm kannst Du gleich so einstellen, dass es Dir in kleinen Schritten Azimut, Höhe, RA, Stundenwinkel, Deklination oder was auch immer (und sei es die Entfernung zur Sonne in km) ausgibt. Und zwar extrem genau. Mit Andres Programm geht das sicher auch. Fast genauso genau. Mach Dir also keinen Kopf. Sachen wie genaue Jahreslängen berücksichtigen beide Programme automatisch.





    &gt; Ist die simple Annahme, dass wenn der Höhenwinkel negativ wird, die Sonne nicht sichtbar ist, ausreichend


    Im Prinzip ja. Es gibt aber sowas wie eine atmosphärische Refraktion, die ist von 1000 Sachen abhängig (Luftdruck, Wetter), und die hebt die Sonne bei sehr niedrigen Horizonthöhen ein wenig höher. Ich gehe davon aus, dass Horizon das versucht, zu berücksichtigen. Vielleicht guckst Du in der Doku mal nach. Aber auch das würde ich tendenziell bei Deiner Problematik als Effekt fünfter Ordnung wegignorieren.
    Beste Grüße


    Hartwig

    Danke für deine Antwort.


    Hm, wie genau ich es brauche ist ne gute Frage. Oo Ich untersuche klappbare Dämmungen (und soll diese mit schaltbaren Vakuumdämmungen gegenüberstellen), also solche, die sich mit den Sonnenstrahlen mitbewegen und Strahlung auf die Wandoberfläche durchlassen um im Winter Wände aufzuwärmen, ideal da die Sonne im Winter tief steht. Im Labor wurde (nicht von mir) ne Versuchsanordnung aufgebaut und ich soll das Durchsimulieren.
    Ein Diagramm das hier rumliegt deutet Bewegungen in 0,5° Schritten an.


    Da ich aber kein Experte in der Astronomie bin, muss ich wohl ein paar Sachen hinterfragen, besondern das dahinter stehende Rechenmodell.
    Leider geht der Autor auch nicht genau drauf ein, was die Jahreszeitverschiebung sein soll.

    Habe soeben versucht mit dem Programm die Winkel zu rechnen, aber da kommt ne Fehlermeldung: Fehler durch Bereichsprüfung :(, kommt immer nach ca 1,5min.
    Sind wohl zu viele Daten. Ich wollte von Anfang Dez 2008 bis Ende Dez 2009 rechnen lassen, in Minutenwerten.
    Hm, werde das mal unterteilt (monatsweise) probieren.

    In RA und Dek sind die Abweichungen im Bogenminutenbereich, für AZ/Höhe aber größer.
    Für welchen Standort hast Du das die beiden Programme rechnen lassen?


    Hartwig

    Ich habe gerade einmal die Sonne für 10 Tage berechnen lassen. Sowohl mit SAW als auch mit Horizons. Meine Ergebnisse und die Ergebnisse von Horizons scheinbaren (apparent) Koordinaten stimmen bis auf Bruchteile von Bogensekunden überein.


    Die Azimutzählweise bei Horizons ist etwas anders als die in SAW. Horizons hat den Nullpunkt im Norden, SAW im Süden. Leider sind beide Zählweisen gebräuchlich und ich musste mich halt für eine entscheiden. :) Daher können die Koordinaten dann auch nicht übereinstimmen. Beim Höhenwert habe ich keine Abweichungen gesehen.


    Bitte genau die gleichen Berechnungsorte als auch die gleichen Zeitzonen verwenden!


    SAW ist eigentlich nicht für die Berechnung von Koordinaten im Minutenabstand über ein ganzes Jahr konzipiert. Ich werde da mal eine Sperre einbauen, damit die Fehlermeldung nicht mehr kommt. Intern ist da nämlich wegen der hohen Datenmenge eine Tabelle geplatzt :)


    Ich hoffe ,daß ich mit den Angaben helfen konnte. Die Auswirkungen von Delta_T sind für Deine Aufgabenstellung absolut zu vernachlässigen. Aber das hat Hartwig ja schon erläutert.


    Beste Grüße


    Andre

    Hallo.


    Ich habe beide Programme für Wien rechnen lassen. Also: 16°22'0''E, 48°13'0''N


    &gt;Horizons hat den Nullpunkt im Norden, SAW im Süden


    Ok, das erklärt es schon einiges. Allerdings wäre dann der Unterschied 180° was ja laut dem Bild nicht der Fall ist. Ich hoffe da auf nen Anwenderfehler.



    Hier die Einstellungen der NASA Seite:


    http://www.abload.de/img/unbenanntqfrq.png


    Hier von SAW:


    http://www.abload.de/img/unbenannt18f61.png
    http://www.abload.de/img/unbenannt2whup.png

    Hallo,


    Wenn ich Dein Anliegen recht verstehe und Deine Berechnungen funzen müßtest Du die Berechnungsergebnisse mit folgenden Werten grob verifizieren können:


    http://rredc.nrel.gov/solar/pubs/redbook/
    http://www.builditsolar.com/References/SolRad/Lat40.htm


    Wie rechnen über die sog. CARRIER-Tabellen die Sonneneinstrahlung auf Kalttanke (Lagerung bei -33°C bis -170°C) um daraus die Verdampfungsraten in den Tanken zu bestimmen. Habe die Tabellen leider nur auszugsweise und kann sie im Internet nicht aufspüren. Die Auswirkung von kleinen Zeitabschnitten ist in dieser Anwendung zu vernachlässigen.


    Gruß
    Dirk

    Also,


    die Ergebnisse passen doch gut zusammen! Die Zeitangaben in HORIZONS sind in UT! Deshalb schrieb ich, daß man da aufpassen muss!


    Ich habe auch noch einmal Guide zum Vergleich herangezogen.


    Der Vergleich zwischen Guide, SAW und HORIZONS ergab folgendes Ergebnis:


    Guide:
    Datum/Uhrzeit Azimut Höhe
    2.2.10 0:00 MEZ 356.23 (-180 = 176.23) -58.62


    SAW:
    Datum/Uhrzeit Azimut Höhe
    2.2.10 0:00 MEZ 176 -59


    HORIZONS:
    Datum/Uhrzeit Azimut Höhe
    1.2.10 23:oo UT 356.25 (-180 = 176.25) -58.66


    Mit diesen geringen Abweichungen kann man gut leben, oder?


    Beste Grüße


    Andre

    Ok, danke für die Hilfe, jzt haut das hin :) War also die 1h und die 180° muss ich auch noch berücksichtigen. Muss mit HORIZONS rechnen, weil ich hier mit einem Mal 2 Monate durchsimulieren kann. Dann muss ich die nächsten 2 Monate rechnen usw, bis ich ein Jahr habe. Genau genommen 1 Jahr und 1 Monat Vorlaufzeit, damit sich in der Wandkonstruktion für das zu simulierende Jahr schon ein Temperaturverlauf eingestellt hat.

    Aaaalso. Man kann mit SAW die Horizon-Daten prima simulieren. Wenn man MEZ als Zeitzone einstellt, erhalte ich Deine Daten, wenn man UT als Zeitzone einstellt, kann ich die Horizon-Daten erhalten. Die Übereinstimmung ist jedenfalls sehr gut.


    Stellst Du in SAW ein: Einstellungen/Standort festlegen/ Differenz zu UT
    Wenn Du da 0 einstellst, kriegst Du auch die Horizon-Ergebnisse.


    Hartwig

    Yo, hätte auch lieber mit SAW simuliert (speichert in Zeilen und Spalten), aber das Programm liefert nur 2-3 Tage in Minutenwerten ohne, dass ein Fehler rausgespuckt wird. Mit HORIZONS kann ich 2 Monate am Stück simulieren, dafür speichert das Teil alles in eine Zeile pro Minutendatensatz. :(

    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wenn man EXTREM genau rechnen will, ....<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Wahre Sonnenwinkel, oder die scheinbaren, durch die Atmosphäre gebrochenen -&gt;sphärische Aberration. Die Seefahrer mit ihrer Astronavigation können Dir davon ein Lied singen.


    Für die Strahlenbelastung in dieser Genauigkeitsklasse kommt dann noch eine Prüfung hinzu, ob man
    -Bauhöhe über NN (Absorptionen der Luftschicht),
    -Reflexionsstrahlung vom benachbarten Boden vor dem Gebäude,
    -Absoprtion wg. Staubbelastung/Wetter,
    -Kühleffekte durch Windströmungen
    -Horizonteffekte (Schattenbildung)
    -Bewölkungseinflüsse (z.B. Föneffekt im Bereich des Mikroklimas)


    nicht auch alles berücksichtigen muss. Diese ganzen Effekte fallen mir jetzt als Laie zu diesem Thema ein. Mache in einem Ingenieursfach bitte nicht den Fehler, "eine Rechteckfläche mit 4 Nachkommastellen genau anzugeben, obwohl die Seitenmaße nur 2 Stellen genau gemessen wurden".


    Erster Schritt sollte sein: Wie genau darfs denn bitte sein?


    Gruß

    &gt;-Reflexionsstrahlung vom benachbarten Boden vor dem Gebäude,


    Dafür gibts auch ne Formelsammlung, Stichwort Einstrahlzahlen. Liegt Schnee vor dem Gebäude? Asphalt?


    &gt;-Absoprtion wg. Staubbelastung/Wetter
    &gt;-Horizonteffekte (Schattenbildung)
    &gt;Bewölkungseinflüsse (z.B. Föneffekt im Bereich des Mikroklimas)


    Ist nicht relevant, da die Klimadaten von der Wetterstation des Uni-Instituts in Minutenwerten in situ vorliegen, gemessen wurde u.a. die direkte Strahlung auf eine horizontale Fläche sowie diffuse Stahlung bei Wolken/Staub.


    &gt;-Kühleffekte durch Windströmungen


    Da wird pauschal ein Wärmeübergangskoeffizient (von Außenluft auf Außenwandoberfläche) angesetzt wie es im Bauwesen eben üblich ist.


    &gt;Erster Schritt sollte sein: Wie genau darfs denn bitte sein?



    Es wird sicherlich einige Vereinfachungen geben, soll ja keine Dissertation werden ;)

Jetzt mitmachen!

Sie haben noch kein Benutzerkonto auf unserer Seite? Registrieren Sie sich kostenlos und nehmen Sie an unserer Community teil!

Benutzerkonto erstellen Anmelden