FLOW-3D 適用事例 – 水理 および環境工学


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水理 および環境工学

flow-3d-hydraulics-cfd-modeling
FLOW-3Dは大規模水力発電プロジェクトから小都市の下水処理システムまで、水理 技術者が直面する広範な問題の設計と実施オプションを開発するための有益なCFDツールです。シミュレーションは設計オプションを試験し、複雑さを減らして最適な解決の方向性を見出すことを支援するという重要な役割を果たします。異なる設計オプションを数値的に試験することにより得られる貴重な洞察は、多くの時間と費用をセーブできます。

ダムおよび水力発電のプロジェクト

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水力発電のプロジェクト(設計、建設および維持)には多数の流動問題が伴います。強力な自由表面流れのモデル化を持つFLOW-3Dは、既存および新規提案のプロジェクトに対する広範な設計問題を取り扱うことができます。例えば、FLOW-3Dの一般的な適用として、上で示したダムのシミュレーションのように余水路の水力学的性能を確認することが挙げられます。

都市および産業の水道

循環沈殿池の中をStamford バッフル有り無しで計算した流動パターン (解析:Blue Hill Hydraulics)

循環沈殿池の中をStamford
バッフル有り無しで計算した流動パターン
(解析:Blue Hill Hydraulics)

水と廃水の産業では、FLOW-3Dは、ポンプ場、頭首工処理施設、最初沈澱池、合流式下水道越流水、フィルタシステムなどを設計することに使用されています。

FLOW-3Dは、既存処理施設の設計アップグレード支援、および革新的な新施設の設計支援のために広く継続使用されています。例えば、FLOW-3Dはバンコク都市部の廃水処理施設の総合的な設計改良に対して使用されました。また、その他の実績として、”DC Water and Sewer Authority”および”Passaic Valley Sewerage Commissioners”を実施しました。

上流の効果がどのように最終沈澱池の性能を変えるかをより良く理解するために、そしてStamfordバッフルを設計するための手順を確認するために、過渡流動条件をシミュレートすることにFLOW-3Dがよく使用されていました。

河川水理 学および開水路流れ

流速強度によって色づけされた、 川堤浸食の制御に対する水没した 羽根の上の流れが示されています。 (提供:イリノイ大学、描画:Tecplot)

流速強度によって色づけされた、
川堤浸食の制御に対する水没した羽根の上の流れが示されています。(提供:イリノイ大学、描画:Tecplot)

河川力学は、流動、流砂輸送および流路アウトラインの間における複雑な相互作用に関係しています。これらの相互作用を予測することは、流路の移動、幅の調整および生物環境の開発を含む多くの河川管理問題のキーとなります。河川力学の複雑さに取り組む際の支援として、および河川挙動を予測することにFLOW-3Dを使用できます。

流砂の輸送と堆積は、処理施設の設計を成功させるために考慮すべき重要なプロセスです。FLOW-3Dの流砂洗掘モデルは、堆積した物質の浸食およびその物質の再懸濁と輸送を説明します。

環境工学

カラーは汚染濃度を表しています。 FLOW-3Dは、汚染の放出、そしてどの ように濃度分散するかを時間経過 で追跡するシミュレーションができます。

カラーは汚染濃度を表しています。
FLOW-3Dは、汚染の放出、そしてどの
ように濃度分散するかを時間経過
で追跡するシミュレーションができます。

処理廃水の処分、資源開発および河口や沿岸水域での開発による強い影響を含めて、人間の活動は河川や海洋の環境に様々な意味で影響を及ぼします。環境保護を維持しながら水資源の使用を管理することは挑戦であり、FLOW-3Dは発展中の問題解決における貴重な役割を果たすことができます。

環境問題を解決するためにFLOW-3Dを用いた特定例として、石油生産プラットフォームで使用される分離器の改良、重油流出のモデル化、そして遠洋航行船の設計改良が挙げられます。

フローサイエンスのウェブサイト上の関連リンク:

設計発電所のCFD+物理モデルの結果 >

ハイブリッドのモデル化に対する工学ツールとしてFLOW-3Dを使用 >
時間およびコストの削減を実現する余水路の数値モデル >
水理 および環境の技術論文 >
CFD支援の余水路および減勢池の設計 >
回分沈降:二相流の検証例 >
イリノイ州Urbana-Champaign大学のFLOW-3Dを用いた沈砂池モデル >
Earth Tech社による廃水処理施設の設計改良 >
FLOW-3Dを用いた沈澱池性能の改良 >
貯水池の貯水の硝酸化防止を支援するFLOW-3Dシミュレーション >
国内の河川および小川の流速測定の改良を支援 >
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