Lämpötilamallinnus

Lämpötilamallinnus, suomeksi myös lämpötilan mallintaminen, tarkoittaa fysikaalisten prosessien matemaattista kuvaamista, jotka vaikuttavat lämpötilan muutoksiin tietyssä järjestelmässä. Se voi kohdistua esimerkiksi rakennusten, kappaleiden, ilmakehän tai vaikkapa ihmiskehon lämpötilan ennustamiseen tai analysointiin.

Yleisimmin lämpötilamallinnus perustuu lämmönsiirtymisen lakeihin, erityisesti johtumiseen, konvektioon ja säteilyyn. Nämä lait kuvaavat, kuinka lämpöenergia siirtyy paikasta toiseen. Mallinnuksessa käytetään usein differentiaaliyhtälöitä, jotka kuvaavat näitä prosesseja.

Sovellusalueita lämpötilamallinnukselle on lukuisia. Rakennustekniikassa sitä käytetään sisäilman lämpötilan ennustamiseen ja energiatehokkuuden parantamiseen. Teollisuudessa sitä sovelletaan prosessien optimointiin, esimerkiksi muovien valmistuksessa tai metallin käsittelyssä. Ilmastotieteissä globaalia lämpötilan kehitystä mallinnetaan monimutkaisilla ilmakehämalleilla. Lääketieteessä sitä voidaan hyödyntää esimerkiksi lääketieteellisten laitteiden suunnittelussa tai biologisten kudosten lämpötilan muutosten tutkimisessa.

Mallinnuksen tarkkuus riippuu käytetyn mallin yksinkertaisuudesta ja syötettävien tietojen laadusta. Yksinkertaisemmat mallit voivat antaa suuntaa antavia tuloksia nopeasti, kun taas monimutkaiset, esimerkiksi numeerisiin menetelmiin perustuvat mallit, vaativat enemmän laskentatehoa mutta tuottavat tarkempia ennusteita.