令人震撼的模拟- E15次方的颗粒数！

sschs

同志们，流化床模拟的颗粒数（取样）要达到E15次方啊，居然有软件可以做到，牛啊！！老哥我写到百万个粒子，就吭哧吭哧算不动了！
老海基又出奇招了，引进了CPFD公司的Barracuda。

sschs

美国新墨西哥州的CPFD公司近日与海基科技签署合作协议，标志着世界上最强大的计算颗粒流体力学软件Barracuda正式进入中国。

CPFD选择海基科技作为其中国区业务合作伙伴，看重的是海基科技在CFD软件领域资深的市场和技术能力，而海基科技也极其看重CPFD在计算颗粒流体力学这个细分市场中无出其右的技术优势。



技术背景：
尽管通用CFD软件都提供多相流模拟功能，但通常必须要根据计算域颗粒稠密度和斯托克斯数来选定一种模型，而实际的工程问题一个计算域中不同部位的颗粒稠密度可能有天壤之别。同时传统CFD软件因计算效率考虑跟踪计算的颗粒数目有限，难以满足模拟真实问题所需。

Barracuda软件采用的由Dale M. Snider博士发明独特的数值方法完全突破了这个问题。（Journal of Computational Physics 170, 523-549 (2001)，Chemical Engineering Science 64 (2009)）



CPFD与CFD之间的区别
•       流行的CFD软件如FLUENT, CFX, 或STAR-CCM+也有一些颗粒-流体的多相流模拟功能

•       这些方法要么是欧拉-欧拉方法，要么是欧拉-拉格朗日方法（CPFD公司的Barracuda软件也采用此法），但这些软件没有一个能达到Barracuda对颗粒-流体的模拟能力

•       欧拉-欧拉方法只能应用在特定场合，欧拉-拉格朗日方法则更为适用于颗粒-流体的耦合。但传统CFD软件的欧拉-拉格朗日方法局限型：

o    典型地他们只适合于固体颗粒份数在一个很小的范围内
o    如果不能提前知道计算域的颗粒分布情况，或者你在同一计算域中不同区域颗粒份数差别极大（有些区域稠密，有些非常稀薄，实际工业情况大多如此），这些软件的计算模型则无法适应；
o    能跟踪计算的颗粒数目有限，远远低于实际应用问题要求

o    它们对需要详细颗粒尺寸分布的应用场合无能为力



Barracuda的优越性：
1. 对于任何数目组分数的固体颗粒，可以模拟完全颗粒尺寸分布，这在所有流化问题中非常关键；

2. 传统的CFD软件的多相流功能在处理流体-颗粒时，通常要根据颗粒稠密情况和斯托克斯数来选用DPM方法（稀薄离散模型，颗粒相基于拉格朗日方法，但不能考虑颗粒作用）还是欧拉-欧拉或混合欧拉方法（斯托克斯数很小，也即颗粒和流体速度基本相同，应用场景是颗粒较小、强流化）。但Barracuda根本无需考虑实际流场情况，它只用一种模型能计算从固体颗粒很稀 (体积份数<0.1%)的情况到非常稠密 (>60%)的情况；

3. 完全的化学反应计算能力，包括气-气、气-固、固-固反应；

4. 可以模拟的颗粒数最多可以达到1E15之多；

5. 高性能，相对于传统方法，对于气-固，典型地快10倍，对于液-固，快140倍。



为了让有多相流模拟需求的众多客户深入了解Barracuda软件的功能、特性和全球成功应用案例，海基科技将分别在北京和上海与CPFD公司联合举办“计算颗粒流体力学软件Barracuda研讨会”。

     CPFD官方网站：http://www.cpfd-software.com/
















典型应用
&#8226;       石化工业：流化催化裂化设备，流体焦化炉，支撑剂，磨损冲蚀

&#8226;       化学工业：丙烯腈，加氯机，多晶硅

&#8226;       发电：循环流化床燃烧炉，煤粉汽化，生物质汽化

&#8226;       以上过程工业中的各类设备：

&#8226;       深床：:  再生设备，起泡/湍流反应炉，加氯器，流体焦化炉，汽化炉

&#8226;       循环流化床:  提升管，管式塔，燃烧器

&#8226;       其他：旋流器/分离器， 提升管出口超快短分，脱气器，密封罐

&#8226;       其他应用: 流固 沉降/分离器，结晶器，气动输运

&#8226;      Barracuda针对工业应用中的挑战满足客户：

        -- 大型设备（大于10米），稠密颗粒流动，极宽范围的颗粒尺寸分布

        -- 压力、温度的剧烈改变

        -- 多种混合固体颗粒，化学反应

典型全球客户
&#8226;       阿尔斯通

&#8226;       陶氏化学

&#8226;       道康宁

&#8226;       Emtrol

&#8226;       埃克森美孚

&#8226;       GreatPoint Energy

&#8226;       Idemitsu

&#8226;       IHI

&#8226;       Ineos

&#8226;       巴塞尔

&#8226;       Millennium Chemicals

&#8226;       U.S. DoE NETL

&#8226;       美国圣地亚国家实验室

&#8226;       Shaw Stone and Weber

&#8226;       SilvaGas

&#8226;       Solutia

&#8226;       Thermochem Recovery Intl. (TRI)

&#8226;       西屋



典型应用


气化器

                               
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液滴喷雾：化学洗涤塔

                               
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烃流化

                               
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循环流化床燃烧器

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