3次元熱流動CFD受託解析

概要

流れ解析により実現象を理解することは、設備や機器の機能性と安全性を検討する上で非常に有効です。近年の計算機性能の発達により、以前は膨大な時間とコストのかかった複雑な流れ解析でも現在では実用的なレベルで行えるようになっています。
当社はプラントエンジニアリングを通して、さまざまな熱流動解析技術を培ってきました。

特徴

顧客のもつ問題点を掘り下げて検討し、現象に合った最適な解析モデルを作成します。
問題点の性質により、その分野に適合した最適な熱流動解析ソフトウエアを使用します。
空間内の任意の断面で、圧力、流速、密度、濃度、温度分布を解析して表示します。
定常解析、非定常解析のいずれも可能です。燃焼解析等の反応パラメータ同定等の、開発的要素のある問題であっても対応します。
経験豊富な流体解析の専門家の知識とサポートが手軽に享受できます。

サービス内容

非圧縮性流体解析、圧縮性流体解析、伝熱・拡散解析、二相流流動解析、燃焼解析、粉体流れ解析の分野において、有限体積法によるCFD解析を実施します。
汎用熱流体解析ソフトウエアであるSTREAM, SCRYU, PHOENICSに、当社の豊富な経験に裏付けられたユーザーサブルーチンを組み込み使用します。
複雑な物体廻りの流れや、容器内部の流れの様子を知りたい、分子量と温度の異なるガス同士の対流拡散による濃度分布を時刻歴で知りたい等の要望に対応できます。
また、ダクトや配管内部の障害物による圧力損失の計算、物体の熱伝導と表面の熱伝達を考慮して流れている流体との伝熱問題を解きたい等の、さまざまな要望にも対応できます。

豊富な実績

当社では、弁内部渦発生による脈動現象、リアクター内部の温度分布による偏流現象、熱交換器内部の凝縮現象、異種気体の容器内部での拡散現象等、簡単な形状から複雑な形状まで、個々の解析対象に対しそれぞれ時間とコストを考慮し、現実的な精度、かつ、最短時間で解析するための最適なモデリングを行い、実績を上げています。市販の汎用解析ソフトウエアでは十分に現象を捉えられない場合はユーザーサブルーチンを用い、解析ソフトに新しい機能を追加して対応しています。

熱交換器内部凝縮流れ解析、Reformer Convection ガス合流部の熱流動解析、FD合成反応器入口チャンネル部流動解析、Granulator内部流動解析、 Dust Scrubber System Air 分散検討、Demister上部偏流解析、高圧 Decomposer上部気液Separator Nozzle影響検討、Air Cooler の熱風対策、 Stripper Downcomer 自由表面流れ解析、Carbamate Condenser 流動解析、 Preheater二相流解析、電熱ヒーター自然対流解析、反応器形状流動解析、燃焼ガス排気スタック内流れ解析、SSHバーナ燃焼解析　等多数の実績があります。

CFD解析実施例

解析事例1．Autothermal Reformerの燃焼反応流動解析

PrereformingされたガスがCombustion Chamber内で酸素と混合し燃焼するときの燃焼反応計算。本解析によってCombustion Chamber内部での温度分布等の混合燃焼状態が把握でき、触媒層との位置関係など、反応器性能に影響する内部状態について評価。（図1）

解析事例2．分解炉まわりの温度分布・酸素濃度分布解析

既設炉煙突からの排ガスが、周辺の温度・風速の影響の下に拡散していき、酸素濃度にどのように影響するかを計算。本解析で、風速がある流速以下になると、酸素の基準濃度（18vol%）を下回ることが判明。対策として煙突高さを最適化する事により、風速がかなり遅くなった時でも十分な濃度が得られる事が判明。（図2））

解析事例3．Preheater内部の二相流解析

液体と気体が共存する二相流解析。二流体モデルにより、流量と気液の混合比分布を変化させPreheater内部の圧力分布と流速分布を計算。 Preheaterはプラントで用いられる機器の一つであり、プロセス流体を所定の温度までに余熱するために用いられる。本計算の結果は当社によるPreheater設計に使用され、これに基づいて運転条件等を決定。（図3）