סימולציה של זרימת Multi-phase הפכה אבן הפינה של הנדסה מודרנית בתעשיות הכימיות והנפט, המאפשרת למהנדסים וחוקרים לחזות ולייעל את ההתנהגות של מערכות נוזליות מורכבות, שבו שלבים רבים בלתי אפשריים - כגון שמן, גז, מים, חלקיקים מוצקים - לפעול במקביל, סימולציה עדכנית של מודלים נומרניים, כוח חישובי ויעילות אלגוריתמית שיפרו באופן דרמטי את הדיוק והגמישות של אלה, כמו סימולציה מודרנית, כולל סימולציה ממוחשבת, מודלים חישובית, כולל סימולציה של טכנולוגיות חישובית, כולל סימולציה ממוחשבת, סימולציה ממוחשבת, כולל סימולציה ממוחשבת, סימולציה ממוחשבת, כולל סימולציה ממוחשבת, סימולציה של טכנולוגיות חישובית, כולל סימולציה של טכנולוגיות חישובית, מודלים סימולציה ממוחשבת, סימולציה עדכנית, סימולציה עדכנית, סימולציה של טכנולוגיות חישובית, סימולציה עדכנית, כולל סימולציה עדכנית, סימולציה ממוחשבת, סימולציה עדכנית, כולל סימולציה ממוחשבת, סימולציה ממוחשבת, כולל סימולציה עדכנית, מודלים סימולציה עדכנית, כולל סימולציה ממוחשבת, מודלים חישובית, מודלים סימולציה עדכנית, סימולציה עדכנית, כולל סימולציה ממוחשבת, סימולציה של טכנולוגיות חישובית,

פיתוחים טכנולוגיים אחרונים

השדה של סימולציה של זרימה רב-phase ראה התקדמות יוצאת דופן בשנים האחרונות, מונע על ידי הצורך בכלים מציאותיים וחיזוייים יותר.מודלים פשוטים לעתים קרובות נכשלים לתפוס את הפיזיקה המורכבת של אינטראקציות שלב, המוביל שגיאות עיצוב יקרות או חוסר יעילות תפעולי.הסימולציות המודרניות משלבות כעת פיזיקה מפורטת על פני מספר רב של קשקשים, מאפקטי פני השטח מולקולריים להפרעות מקרוסקופיות.

מודלים נומריים מתקדמים

(ה) אחת הקידום המשמעותי ביותר היא הזיקוק של סימולציה:0interface-capturing (FLT) 1 ו-FLT:2interface-tracking MethodsFLT 3: 3 דגמים אלה פותרים במפורש את הגבול בין השלבים, ומאפשרים חיזוי מדויק של היווצרות טיהור, בועות, וניקוי סרטני (VOF) לדוגמה, הוא גם שיפור יעילות ואפקטיבי (pculation) של אלגוריתמים, כמו גם אלגוריתמים מדויקים (אפקטים).

מעבר לשיטות ממשק, גישות אורריאן-אלוריאן התבגרו גם.במודלים האלה, כל שלב מטופל כהמשך בין-penetrating עם מערך משוואות שימור משלו, בשילוב באמצעות תנאי חליפין בין-phase. שיפורים אחרונים כוללים דגמי סגרה של FLT:0better לגרור, להרים, וכוחות המוני וירטואליים FLT:1), אשר הם קריטיים עבור סימולציה מדויקת של זרימת מבוה, מעקב, או צינורות בועות אלה.

שילוב של פיזיקה מורכבת

[ה] סימולציות של ריבוי משימות אינן מוגבלות עוד לתרחישים פשוטים של שתי נקודות, הן מהוות כעת את הסימולציות הרציניות של ה-FLT:0phase ChangeFLT:1 (הערכה, דבקות, קביעות), אשר מאמתות את רמות הסימולציות הכימיות של ה-FLT: 7,4n-Newnon-Newtonian rheologyFLT:5, ו-Fהתחממות, לדוגמה, ל-Fliated, יש צורך ב-Ricatoricus, ל-Fligicatoricus, ל-Fligicus, ל-FLT: 7.

טכניקות נהיגה יעילות

המורכבות הגוברת של סימולציות זרימה מרובות-phase דורשות משאבים חישוביים גבוהים.עם זאת, חידושים אחרונים בטכניקות חישוביות אפשרו לפתור בעיות בקנה מידה גדול במסגרות זמן סבירות.שילוב של FLT:0 ביצועים גבוהים מחשוב (HPC)reave FLT:1, FLT:2 אלגוריתמים מקבילים של אלגוריתמים מקבילים 3, ו-FLT:4GPUreacio: 5.

שיטת Fluid (VOF)

שיטת VOF נותרה אחת האפשרויות הפופולריות ביותר עבור סימולציות של זרימה עם זרימה בלתי אפשרית בשל שימור המוני שלה ויכולת לטפל בעיוותים ממשק גדול. שיפורים אחרונים כוללים את הפיתוח של FLT:0 תוכניות שיקום סדר גבוה מיושמות ב- OpenFOFLT:1 (למשל, שימוש בקווי קידוד מעוקבים או נספחים מבוססי מכונה) אשר להפחית את הסימולציות של HDRic RepIVE (R) או סימולציה סגורה כעת (FLT)

המונחים:

(ה) שיטת קביעת הרמה המועדפת על בעיות הדורשות ממשקים חלקיים ומדוייקים, כגון:0thin Film FlowFLT:1 או FLT:2jet BreakupventFLT 3: 3 התפתחויות האחרונות התמקדו בהורדת התוספת ההיסטורית של אובדן מסה (FLT:4Conservative Level Pros:5reas) של 2, אשר בשלב זה, לעומת זאת, כולל שימוש בדרגה של דיוק כפול (FD)

אורלריאן-אלקלוריאן מתקרב

(לזרמים עם שברירי שלב גבוהים (למשל, עמודות בועות, עלייה או מיטות נוזליות), מודלים של אוילרי-אלוריאן יעילים מבחינה חישובית ומספקים תחזיות טובות כאשר יחסי הסגר הם calibrated היטב.התפתחויות האחרונות כוללות שימוש בציוד FLT:0Eulerian Multifluid עם מודלים של פולידיספרסים 1LT:1, שבו כל שיעור הפרדה הוא טיפול בנפרד:

מחשוב גבוה ומקבילות

(המעבר מ-SEC ל-Hangle הוא שינוי משחק. Multi-phase Flow Solrs עכשיו לנצל באופן מלא את הסימולציות של ה-HDFLT:0domain decompositionFLT:1 ו-FLT:2mesage pass (MPI)FLT3 כדי להפיץ חישובים על פני מאות או אלפי ליבות CPU.

יישומים תעשייתיים ומחקרי מקרים

סימולציה של זרימת Multi-phase מוטבעת כעת בזרימת העבודה ההנדסית הן בתעשיות הכימיות והנפטיות.מעיצוב הראשוני לפתרון בעיות ואופטימיזציה, סימולציות אלה מספקות תובנות שלא ניתן להשיג באמצעות ניסויים בלבד.התתתת הבאה מדגישה את אזורי היישום המרכזיים עם דוגמאות ספציפיות.

תעשיית הנפט: ניהול Reservoir ו Flow Assurance

ב[[1848]], [[1966]] ו[[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]] ו[[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] ו[[1924]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[[[1924]]]]]] [[[[[[[[1924]]

(ב) [ה]] ב[[הצינורות]] וב[[המאה ה-20]], זרם הסימולציות של גז, שמן, מים, וhydrates מוצק או שעווה יכול להוביל לחסימות ולהקטין באמצעות תרחישים של סימולציות תפעוליות של אולריאן-ארי או מזחלות (כמו VOF עם רשתות רזולוציה גבוהה) לחיזוי של תחזיות של הפחתה של 2 ליטרים (Flow-Flow-Flow) ו-Flow-Flow-Flow-Flow-Flow-Flow-Flow-Flow-Flow-Flow-Flow-Flow-FD) כדי לשפר את ה-Flow-Flow-Flow-Flow-Flow-Flow-Flow-FDupitupitupitupitupitupitup-Flow-Fergine) של מודלים של מודלים של מודלים של , כדי לשפר את הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת הפחתת כמות הפחתת כמות ה-Flow-FLTs.

תעשיית הכימיה: קידום עיצוב ואופטימיזציה של תהליכים

בייצור כימי, כורים רב-phase כגון FLT:0stirred טנקים, עמודות בועות, כורים מעומקים-שומן ריתול 1 סימולציות משותף.CD עכשיו לאפשר מהנדסים בקנה מידה גדול של עיצובים כור ממעבדה לטייס בקנה מידה תעשייתי עם ביטחון גדול יותר, לדוגמה, סימולציות של תגובות נוזלי גז בעמודות יכול לחזות גז להחזיק, בין-גזע, לבין שיעור העברה של בועות חום, אשר לעתים קרובות, אשר משמש באופן ישיר, כדי להפחית את רמות הבועות יעיל של בועות חום.

יישום חשוב נוסף הוא ב-FLT:0 (multi-phase הפרדת ציוד) היפרדות (FLT:1), כגון הידרוציקלונים וצנטריפוגות.סימולציות באמצעות הגישה של אוילרי-Lagraian לעקוב אחר חלקיקים בודדים או טיפות דרך שלב נוזל מתמשך, לחזות יעילות הפרדה כתפקוד של קצב זרימה וגיאומטריה.

מחקר: הגדלת סוללת הנפט (EOR) Simulation

(הגדלה של טכניקות התאוששות נפט, במיוחד FLT:0) הזרקת גזים (Fallowing Phaseal) (CO2, N2, או גזי פחמן) ו-FLT:2 סימולציה מבולשת כימית 3 (התמיכה הממושכת את רמות ה-COFreme) סימולציה של חומרים מ-Factents-Freta-upal-upal-upitation (R) הובילה להפחתה משמעותית של מודלים של סימולציה של תאים מרובים-Fon-Fon-Fon-Fon-Fon-Fon-polymer) אשר סימולציה של דגם הסימולציית שומן.

כיוונים עתידיים ומגמות מתפתחות

בעוד שסימולציות זרם מרובות-phase כבר חזקות, מספר טכנולוגיות מתפתחות מבטיחות להפוך את השדה.הכונן לקראת סימולציה:0דיגיטליזציה של FLT:1 ו-FLT:2Industry 4.0FLT 3: הוא דוחף סימולציה מכלי עיצוב ועד סיוע מבצעי בזמן אמת.

אינטגרציה למידת מכונות

(הופנה מהדף ®P) הוא משולב בסימולציה של זרימת נתונים רב-phase בדרכים מרובות.1, ממקסימות:0 (surrogate Models) ו-HDFLT:1 מאומנים על נתונים של אפליה גבוהה, יכולים לחזות משטרים של זרימה, ירידה בלחץ, או שיעורי העברה חום ב-i2 שניות, המאפשרים בקרה בזמן אמת ואופטימיזציה.

מחשוב ענן ודמוקרטיזציה

סימולציות מרובות-פלפלות (PLT) מוגבלות היסטורית לארגונים עם גישה למקבץ מחשוב גדול.אימוץ של סימולציות מחשוב:0ענני מחשוב מחשובFLT:1 משתנה כי פלטפורמות ענן כמו AWS, Azure ו-Google Cloud לספק על משאבי HPC ביקוש, ומאפשרות לארגונים קטנים ובינוניים לרוץ סימולציות מורכבות ללא השקעה מקדימה.

תאומים דיגיטליים ותזמון אמת

(המושג של מערכת גופנית שעדכונים בזמן אמת עם נתוני חיישן - 7) ביישומים של זרימה מרובה-phase, תאומים דיגיטליים מפותחים עבור צינורות, כורעים ומוצרים מתקדמים מספיקים (FLT) ו- 6) הם משלבים את דגמי ה-FLT-orders (ROMs) LT3, אשר עשויים למנוע סימולציה של חומרים מתקדמים לחיזוי חומרים מתקדמים של שיטות הפעלה (FLT)

מסקנה

סימולציה של זרימת ה- Multi-phase עברה טרנספורמציה בעשור האחרון, מתפתחת מפעילות מחקר מיוחדת ל-Digital Engineering כלי הנדסי בתעשיות הכימיות והנפטיות (הפיתוח של מודלים מספריים מדויקים יותר, בשילוב עם התקדמות בחומרה חישובית ומחשוב מקביל, הרחיב מאוד את טווח הבעיות שניתן להתמודד איתן יותר.