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AcuSolve 熱流体解析
次世代有限要素法数値流体力学(CFD)ソルバー

AcuSolve 汎用熱流体解析ソルバー

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  AcuSolve 解析事例

【水槽内の滞留解析】

概要

汎用熱流体解析ソフトAcuSolveを利用して、回転ロール下に配置された水槽内の溶剤の循環解析をおこなう。水槽内の流れ場を計算する事で、溶剤が入れ替わる周期や、古い溶剤が水槽内に留まる箇所を確認する事ができる。

図1 モデル概要図1にモデルの概要図と境界条件を示す。 流入パイプから溶剤を流入させ、流出口から水槽外へと排出させる。回転ロールは、一定の角速度で回転させる。3次元-非定常-非圧縮解析とし、計算時間は60秒間とする。

表1 計算ケース

循環の可視化
パイプから流入した流体のみ着色し、水槽内をパイプから流入した溶剤がどの様に広がっていくのか、どの場所に古い溶剤が留まりやすいのか可視化する。

●解析結果

図2~図4に代表時刻における流入パイプから流入した溶剤の広がりを、図5に流速分布を示す。 図6に、流入パイプから流入した溶剤が水槽内に占める割合を示す。

図2 流入流速0.1m/sにおける溶剤の広がり

図2-1 5秒図2-2 10秒図2-3 30秒図2-4 60秒(アニメーション)

図3 流入流速0.5m/sにおける溶剤の広がり

図3-1 5秒図3-2 10秒図3-3 30秒図3-4 60秒(アニメーション)

図4 流入流速1.0m/sにおける溶剤の広がり

図4-1 5秒図4-2 10秒図4-3 30秒図4-4 60秒(アニメーション)

図5 流入流速における流れが発達した状態の流速分布 (アニメーション)

図5-1 0.1m/s図5-2 0.5m/s図5-3 1.0m/s

図6 各計算ケースの占有率

水槽内に存在するパイプから新たに流入した流体の体積を算出する事で、循環状況を確認する。

図3-5に、各計算ケースの占有率を示す。

占有率=「水槽内に存在するパイプから流入した流体の体積」/「水槽全体の体積」



まとめ

  • 水槽内の流況を可視化する事ができます。
  • パイプから新たに流入した流体の広がりを可視化する事ができます。
  • 古い溶剤が水槽内に留まる淀み箇所を確認する事ができます。
  • 水槽の構成(パイプや流出口の位置等)を変更し、循環効率を改善することができます。
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