半导体生产车间高架地板开孔率CFD气流组织模拟与优化设计
随着工业技术的不断进步，现代工艺产品的生产和现代科学实验活动等对室内空气洁净度的要求越来越高。特别是生物医药、洁净厂房、数据中心、精密实验室等行业都离不开高质量、高纯度、精密化、高可靠性的室内环境。而室内的气流组织形式是影响房间洁净度、悬浮粒子颗粒数、温湿度均匀性、压差、空调能耗等的重要因素。针对肉眼无法直观看见的气流组织，在设计阶段或施工深化设计指导阶段利用CFD气流模拟软件对气流组织方案进行模拟分析，选出最优方案。
当前的洁净室建造中,MAU+FFU+DCC是主流的气流组织方案，而其中高洁净等级的半导体洁净厂房又以高架地板为主要的回风型式，在工程师实践与设计过程中，结合先进的CFD(Computational Fluid Dynamics计算气体动力学)技术，采用CFD气流模拟软件，针对FFU与高架地板布局进行仿真分析，获得 FFU 布置率和高架地板开孔率的最佳匹配关系，同时，不同布置方案下的气流运行情况，为洁净室气流组织设计提供了理论分析和实际经验支持。
一、CFD流场模拟步骤
二、三维模型建立
三、网格划分
四、方案设计与模拟结果展示
注：仅选取车间百级洁净室区域的部分结果展示
针对不同开孔率以及多孔率及盲板的不同组合配置进行模拟分析，共分析了7种：
（1）单种开孔率压力分布分析4种；
（2）多孔率及盲板的不同组合配置方案对应不同方案：方案1、方案2、方案3。
优化方法 | 百级 | 千级 |
17%开孔率 | 满布 | 满布 |
25%开孔率 | 满布 | 满布 |
30%开孔率 | 满布 | 满布 |
35%开孔率 | 满布 | 满布 |
方案1 | 17%+盲板 | 17%+盲板 |
方案2 | 17%+50%+盲板 | 17%+盲板 |
方案3 | 17%+50%+盲板 | 17%+盲板 |
（1）单开孔率模拟结果分析
百级满布17% 高架地板下方0.4m 压力图
说明：地板下方压力整体压差16pa左右。靠近排风墙压力约-10Pa，中心位置约6Pa。在高架地板下方，压力差别很大，中心位置与上方压力差只有2pa。整体压力分布严重影响了中心位置的排风状态。
百级满布25% 高架地板下方0.4m 压力图
说明：地板下方压力整体压差16pa左右。靠近排风墙压力约-10Pa，中心位置约6Pa。在高架地板下方，压力差别很大，中心位置与上方压力差只有2pa。整体压力分布严重影响了中心位置的排风状态。
百级满布30% 高架地板下方0.4m 压力图
说明：地板下方压力整体压差16pa左右。靠近排风墙压力约-10Pa，中心位置约6Pa。在高架地板下方，压力差别很大，中心位置与上方压力差只有2pa。整体压力分布严重影响了中心位置的排风状态。
百级满布35% 高架地板下方0.4m 压力图
说明：地板下方压力整体压差16pa左右。靠近排风墙压力约-10Pa，中心位置约6Pa。在高架地板下方，压力差别很大，中心位置与上方压力差只有2pa。整体压力分布严重影响了中心位置的排风状态。
（2）组合方案模拟结果分析
方案1 高架地板下方0.4m 压力图
说明：靠近排风墙压力约-10Pa，中心位置约6Pa。在高架地板下方，压力差别很大，中心位置与上方压力差只有2pa。整体压力分布严重影响了中心位置的排风状态。
方案2 高架地板下方0.4m 压力图
说明：地板上方压力整体压差4pa左右。靠近排风墙压力约-10Pa，中心位置约6Pa。在高架地板下方，压力差别很大，中心位置与上方压力差只有2pa。整体压力分布严重影响了中心位置的排风状态
方案3 高架地板下方0.4m 压力图
说明：靠近排风墙压力约2Pa，中心位置约6Pa。整体压力分布良好。
四、最佳方案（方案3）仿真结果整体分析
1m高度速度云图
剖面速度云图
剖面压力云图
剖面速度矢量图
中源广科，由南京大学数学博士张麟创办于2016年，坐落于苏州相城，公司聚焦半导体行业，依托全球顶尖的CFD空气计算技术和经验，为客户提供气流组织整体解决方案，服务范围涵盖无尘车间、半导体生产线全过程颗粒物环境保障方案；帮助客户打造高洁净度的生产环境，优化气流组织结构，提升产品良率，降低系统能耗，以实现最高的生产效率。
中源广科，致力于成为中国半导体行业微污染控制的领军企业，实现中国CFD空气计算软件国产替代，并将中国半导体行业的微污染控制提升到国际先进水平而不懈努力。
