Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb 
Der Teilchenbeschleuniger PETRA am Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY in Hamburg, der sich in einem 2,3 Kilometer langen Ringtunnel im Hamburger Stadtteil Bahrenfeld befindet, soll zu einem extrem hochauflösenden 3D-Röntgenmikroskop ausgebaut werden. Dieser als PETRA IV bezeichnete Beschleuniger soll einmal die leistungsstärkste Synchrotronstrahlungsquelle der Welt sein. Die Auflösung des Röntgenmikroskops wird bis zu einem Nanometer betragen. Damit wird die Analyse kleinster Strukturen und Prozesse im atomaren Bereich möglich. Anwendungen liegen etwa in den Bereichen Katalysatorentwicklung, Batterieforschung und Mikroelektronik. Da für die geplante Anlage sehr hohe Anforderungen an ein konstantes Temperaturprofil bestehen, wurden am Fraunhofer IFF Strömungs- und Wärmesimulationen durchgeführt. Ein erheblicher Wärmeeintrag geht von den Tausenden Elektromagneten aus, die zur präzisen Führung des Teilchenstrahls benötigt werden. Auch Elektrokabel und Rohrleitungssysteme tragen maßgeblich zur Erwärmung des Tunnels bei. Eine exakte Aussteuerung von Klimaanlagen ist daher erforderlich, um die Temperatur im Bereich des Beschleunigers im erforderlichen Bereich zu halten. Durch die Simulationen des Fraunhofer IFF können die Temperatur und die Strömungsverhältnisse berechnet werden, die sich am geplanten Beschleuniger im realen Betrieb einstellen würden. Die Ergebnisse der Simulationen liefern damit wichtige Hinweise zur optimalen Platzierung und Auslegung von Klimaanlagen oder auch für die günstigste Positionierung von Kabeltrassen. Neben dem Ziel der Temperaturstabilität wurde auch eine möglichst energieeffiziente Aussteuerung der Klimageräte angestrebt.