在化工行業(yè)的廣闊領(lǐng)域中，流化床的應(yīng)用極為廣泛，從石油化工的催化裂化，到制藥行業(yè)的顆粒干燥，再到食品加工的物料處理，流化床在各類(lèi)化學(xué)反應(yīng)和物理過(guò)程中扮演著核心角色。然而，傳統(tǒng)的流化床設(shè)計(jì)與優(yōu)化方式往往依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)和反復(fù)試驗(yàn)，不僅耗時(shí)耗力，還難以實(shí)現(xiàn)設(shè)備性能的精準(zhǔn)把控。在這樣的背景下，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）技術(shù)憑借其強(qiáng)大的模擬和分析能力，成為化工行業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)力的有效工具。?

CFD技術(shù)通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算機(jī)對(duì)流體流動(dòng)、傳熱傳質(zhì)以及化學(xué)反應(yīng)等過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，能夠直觀(guān)呈現(xiàn)流化床內(nèi)復(fù)雜的物理化學(xué)現(xiàn)象。對(duì)于化工企業(yè)而言，CFD 的價(jià)值首先體現(xiàn)在優(yōu)化設(shè)備設(shè)計(jì)上。借助 CFD 模擬，工程師可以在設(shè)計(jì)階段就精準(zhǔn)預(yù)測(cè)不同結(jié)構(gòu)和操作條件下流化床內(nèi)的流場(chǎng)分布、顆粒運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及傳熱傳質(zhì)效率，避免因設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的能耗高、效率低等問(wèn)題，大幅縮短研發(fā)周期，降低開(kāi)發(fā)成本。其次，CFD 有助于優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)。通過(guò)模擬不同工況下的反應(yīng)過(guò)程，企業(yè)能夠找到最佳的操作條件，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

作為行業(yè)領(lǐng)先的仿真技術(shù)提供商，積鼎針對(duì)流化床應(yīng)用場(chǎng)景，推出了全面且專(zhuān)業(yè)的仿真解決方案。積鼎的 VirtualFlow 軟件和多尺度離散模擬軟件 DEMms 在流化床仿真中發(fā)揮著重要作用。

在模擬技術(shù)層面，VirtualFlow 軟件具備豐富的湍流模型、多相流模型以及便捷的剛體運(yùn)動(dòng)定義功能。在流化床仿真中，它能夠采用拉格朗日顆粒跟蹤模型模擬固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，以四向耦合的方式精準(zhǔn)模擬密相顆粒間的相互作用，同時(shí)充分考慮顆粒相對(duì)于整個(gè)流場(chǎng)的體積分?jǐn)?shù)，從而精確呈現(xiàn)流化床內(nèi)顆粒的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和流場(chǎng)特性，為工藝參數(shù)設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。離散模擬軟件DEMms 則在處理復(fù)雜顆粒體系方面表現(xiàn)出色，其高效的異構(gòu)并行計(jì)算能力，可實(shí)現(xiàn)萬(wàn)核以上大規(guī)模計(jì)算，處理超十億級(jí)計(jì)算顆粒數(shù)，能夠輕松應(yīng)對(duì)流化床內(nèi)數(shù)量龐大、形態(tài)各異的顆粒模擬需求。?

在算法優(yōu)化方面，積鼎有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。DEMms軟件基于介尺度結(jié)構(gòu)的粗?；惴?，在保證模擬精度的前提下，極大減少了計(jì)算量，顯著提高計(jì)算效率，使大規(guī)模流化床模擬更加高效可行。在處理寬粒徑分布的顆粒體系時(shí)，采用的多重網(wǎng)格搜索和多重通訊算法，能有效優(yōu)化計(jì)算過(guò)程，降低內(nèi)存使用量，提升計(jì)算速度，確保對(duì)流化床內(nèi)復(fù)雜顆粒體系的準(zhǔn)確模擬。?

積鼎的仿真解決方案在實(shí)際應(yīng)用中成果顯著。在氣固流化床設(shè)計(jì)優(yōu)化案例中，運(yùn)用 DEMms 軟件的 GPU 并行技術(shù)和先進(jìn)算法，實(shí)現(xiàn)了氣固循環(huán)流化床全回路模擬，大幅提高了計(jì)算能效和對(duì)復(fù)雜組件的適應(yīng)度，為反應(yīng)器結(jié)構(gòu)優(yōu)化和放大設(shè)計(jì)提供了有力支持；

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在DMTO反應(yīng)器積碳全過(guò)程模擬中，借助粗?；夹g(shù)和集總反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，清晰呈現(xiàn)催化劑積碳完整過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)積碳分布的有效調(diào)控。?

積鼎在流化床仿真領(lǐng)域的解決方案，憑借先進(jìn)的技術(shù)、優(yōu)化的算法和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為化工行業(yè)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、精準(zhǔn)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。

審核編輯 黃宇