数値的な方法は、プロセス設計において不可欠なツールであり、エンジニアがフロー、熱伝達、および質量転送に関連する複雑な計算を実行できるようにします。 これらの方法は、分析的に解決しにくい、または不可能な方程式のソリューションを提供し、より良いプロセスの最適化と安全分析を促進します。

フロー計算

フロー計算は、システム内の流体の速度、圧力、流量を決定することを含みます。 有限差や有限要素メソッドなどの数値的な手法は、流体の動きを記述するNavier-Stokesの式を解決するために使われます。 これらの方法は、複雑な幾何学におけるフローの動作を予測し、異なる条件下で予測するのに役立ちます。

熱伝達の計算

熱伝達解析は、材料や流体内の温度分布と熱フラックスを計算することを含みます。 有限の量法のような数値的な方法は、伝導、対流、放射線の折れを解決するために用いられます。 これらの計算は、熱交換器や熱システムの設計を支援し、効率と安全性を向上します。

マス転送計算

質量転送計算は、システム内の種の移動に焦点を合わせています。境界要素法のような技術は、モデルの拡散と対流プロセスを助けます。正確な質量伝達解析は、化学反応器、分離プロセス、および環境工学にとって重要です。

一般的な数値方法

  • 有限差分法
  • 有限要素法
  • 有限ボリューム法
  • 境界要素法