一文带你了解CFD及Clabso的应用领域

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。

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

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。

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

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