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一文带你了解CFD及Clabso的应用领域

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计算流体动力学 (Computational Fluid Dynamics) 简称CFD,经过半个世纪的迅猛发展,这门学科已经是相当的成熟,一个重要的标志就是近几十年来,各种CFD通用软件的陆续出现,成为商品化软件,服务于传统的流体力学和流体工程领域,如航空、航天、船舶、水利等。随着CFD通用软件的性能日益完善,应用的范围也不断的扩大,在化工、冶金、建筑、环境等相关领域中也被广泛应用。

CFD可通过提供模拟真实流动的经济手段补充理论及试验的空缺。更重要的是,CFD提供了廉价的模拟、设计和优化的工具,以及提供了分析三维复杂流动的工具。在复杂的情况下,测量往往是很困难的,甚至是不可能的,而CFD则能方便的提供全部流场范围的详细信息。与试验相比,CFD具有对于参数没有什么限制,费用少,流场无干扰的特点。出于CFD如此多的优点,我们选择它来进行模拟计算。简单来说,CFD所扮演的角色是:通过直观地显示计算结果,对流动结构进行仔细的研究。

CFD在数值研究大体上沿两个方向发展,一个是在简单的几何外形下,通过数值方法来发现一些基本的物理规律和现象,或者发展更好的计算方法;另一个则为解决工程实际需要,直接通过数值模拟进行预测,为工程设计提供依据。


clabso软件    
     
   

Clabso软件就是由中源广科基于计算流体动力学自主研发的一款的工业仿真软件,主要针对污染控制及洁净工程中的各类如气流结构仿真,温湿度仿真,污染扩散,气体泄漏追踪等各类空气动力学问题,通过模拟分析与结构优化,协助客户提升产品质量、缩短研发周期、降低研发成本。 


Clabso软件作为一款针对客户需求进行气流分析的辅助软件,在洁净工程、环保工程、公共建筑以及汽车工程等领域发挥强大作用。


01    

洁净工程


在工业洁净厂房的设计、施工和运行过程中,洁净房间的气流组织是影响洁净室成功与否的一个重要因素。良好的气流组织,既能保证房间的洁净度等级,又能有效地避免生产过程中的污染与交叉污染。但在设计过程中,房间的气流组织是无法直观显示的,设计者无法直观地检查房间的气流组织是否合理,因此难免会有一些不当甚至是错误的设计。面对此类问题,在设计过程中采用CFD软件进行模拟分析已成为大家的通用方法。


洁净室内部气流分析图


洁净厂房空气龄分析图


02    

环保工程


2015年以来,“超净排放”、“超低排放”、“近零排放”等新提法对氮氧化物的排放浓度要求是50mg/Nm3,最新提出的“超超低排放”更是要求排放浓度小于35mg/Nm3。而现实的问题是几乎所有的电厂都已经配套了脱硝设备,要想脱硝的性能得到极佳的发挥,流场是重要的突破口。SCR脱硝中,如果流场没有经过优化,流场分布不理想会造成氨氮混合不均匀、烟道积灰严重、经过催化剂的速度不均匀,最终导致了脱硝效率低下、催化剂寿命降低、氨逃逸严重等问题。SCR烟气脱硝是目前脱硝的主要技术,其导流板的形状和布置方式是保证脱硝效率的关键,CFD的模拟能有效的指导实际SCR系统的设计。


     
SCR流线图
     
     
SCR速度分布云图        
     



03    

公共建筑


随着高层建筑的不断增加,城市空气品质的不断恶化和建筑能耗的急剧增加,使得人们开始关心建筑对周边环境的影响。同时,人们对环境、节能等观念的认同不断增强,以及房地产市场在以“质”为核心的更高层面上展开竞争,越来越多的开发商会更加重视建筑与环境之间的相互关联,CFD技术在建筑规划上的应用也将更加广泛和深入。

在CFD成熟之前,设计师会利用风洞试验的方法来验证设计方案的效果。但这种方法的工作量较大,当设计发生变动时,模型需要重新制作,而且测量流体的速度、压力分布等参数时,还需要比较昂贵的仪器,这些都限制了风洞试验在建筑规划设计中的广泛应用。随着计算机计算速度和存储能力的提高,利用CFD所能模拟的实际问题也越来越多。


    建筑大楼整体流场图               建筑大楼局部流场图


04    

汽车工程


现在,汽车工程师们正在依靠更多的模拟技术,将提出的新车设计概念付诸实施。计算机辅助工程已经处于革新汽车设计的技术前沿,可以更好地全面提升驾驶体验,改善驾破员和乘客的舒适性和安全性,并且进一步降低油耗。计算流体力学长期以来一直是汽车设计和制造中的一个基本要素,除了航空航天工业外,汽车工业在研究制造中也大量使用了CFD技术。因此,作为工程模拟工具,即使面对最困难的挑战,CFD仍然在许多工业领域中得到很好的应用。

车厢内部速度云图


车厢内部气流组织分析



   

 



   

Clabso模拟仿真软件相对于其他CFD软件而言操作简单易懂,只需要关注于产品的设计参数本身,无需了解复杂繁琐的CFD原理。根据客户需求,可呈现出气体流动的模拟情况,在某些方面可以替代成本昂贵的风洞实验来验证设计及改进设计。与此同时,本软件将核心的计算部分剥离出来部署到强大的计算服务器上,保证了仿真结果的可靠性。可为客户提供快速、便捷、精确、稳定的计算机辅助设计服务,解决客户仿真难,人才缺,费用高的问题。

来源:中源广科CLABSO
通用航空航天船舶冶金理论控制试验
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首次发布时间:2022-11-21
最近编辑:1年前
中源广科CLABSO
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