M-Star CFD 4.5.10 شبیه سازی CFD چندفازی و فرایندهای پیچیده صنعتی

M-Star CFD یک نرم افزار پیشرفته دینامیک سیالات محاسباتی برای شبیه سازی جریان سیال، انتقال حرارت، انتقال گونه ها، واکنش های شیمیایی و حرکت ذرات است. این نرم افزار با استفاده از روش Lattice Boltzmann و پردازش GPU، برای حل مسائل پیچیده و زمان متغیر در مقیاس های بزرگ طراحی شده است.

M-Star CFD در مسائلی مانند اختلاط مخازن، مخازن همزن دار، جریان های چندفازی، بیوراکتورها، پاشش و پراکندگی قطرات، جریان های حاوی ذرات، پر و تخلیه مخازن و جریان سطح آزاد کاربرد دارد. مدل سازی همزمان سیال، ذرات، انتقال جرم و واکنش شیمیایی امکان بررسی شرایط واقعی تجهیزات فرایندی را فراهم میکند.

در طراحی تجهیزات صنعتی، M-Star CFD میتواند رفتار سیال داخل مخزن، الگوی اختلاط، زمان ماند، انتقال اکسیژن، توزیع دما، تشکیل گردابه، ته نشینی و معلق ماندن ذرات و عملکرد جت های اختلاط را بررسی کند. همچنین امکان وارد کردن هندسه CAD و اجرای مدل های سه بعدی گذرا بدون نیاز به فرایند مش بندی حجمی متداول در بسیاری از نرم افزارهای CFD فراهم شده است.

ساختار GPU محور M-Star CFD برای اجرای مدل های بزرگ و مطالعات پارامتریک مناسب است و ابزارهایی مانند M-Star Optimizer، M-Star Resolver و M-Star Queue اجرای بهینه سازی، بررسی همگرایی و اجرای چندین شبیه سازی را ساده میکنند. این ویژگی ها باعث شده M-Star در پروژه های توسعه فرایند، طراحی تجهیزات، Scale-Up و ایجاد Digital Twin برای تجهیزات صنعتی نیز استفاده شود.

قابلیت های نرم افزار M-Star CFD

• شبیه سازی جریان سیال | Fluid Flow Simulation
  مدل سازی جریان های سه بعدی و گذرا برای سیالات نیوتنی و غیرنیوتنی در تجهیزات و فرایندهای صنعتی.
• شبیه سازی چندفازی | Multiphase Flow Simulation
  مدل سازی همزمان فازهای مختلف سیال، گاز، مایع و ذرات برای بررسی رفتار واقعی فرایندهای چندفازی.
• مدل سازی اختلاط | Mixing Simulation
  تحلیل الگوی اختلاط، Blend Time، توزیع غلظت، گردابه و عملکرد همزن در مخازن و تجهیزات فرایندی.
• انتقال حرارت | Heat Transfer
  محاسبه میدان دما و انتقال حرارت در سیستم های دارای سیال، جامد و فرایندهای حرارتی.
• انتقال جرم و گونه ها | Species Transport
  بررسی انتقال گونه های شیمیایی، توزیع غلظت و Residence Time در سیستم های باز و بسته.
• واکنش های شیمیایی | Chemical Reactions
  مدل سازی واکنش های شیمیایی همراه با جریان، انتقال حرارت و انتقال گونه برای بررسی رفتار واقعی فرایند.
• شبیه سازی ذرات | Particle Transport
  ردگیری ذرات و بررسی ته نشینی، معلق ماندن، انحلال، رشد، شکست و توزیع ذرات در جریان.
• سطح آزاد و پر و تخلیه | Free Surface and Filling
  شبیه سازی Sloshing، Vortexing، Filling و Draining در مخازن و تجهیزات دارای سطح آزاد.
• شبیه سازی CFD-DEM | CFD-DEM Simulation
  مدل سازی همزمان میدان سیال و حرکت ذرات برای سیستم های جامد-سیال، اختلاط پودر و فرایندهای ذره ای.
• بهینه سازی و مطالعات پارامتریک | Optimization and Parameter Sweeps
  اجرای مجموعه ای از شبیه سازی ها برای بررسی اثر سرعت همزن، هندسه، شرایط ورودی و سایر پارامترهای طراحی.

ماژول ها و افزونه های مهم M-Star CFD

• ماژول M-Star Pre
  ساخت مدل، وارد کردن هندسه CAD، تعریف فیزیک و تنظیم شرایط شبیه سازی قبل از اجرای حلگر.
• ماژول M-Star Solve 
  هسته حل عددی نرم افزار برای اجرای شبیه سازی های CFD و محاسبه رفتار جریان، حرارت، گونه ها و ذرات.
• ماژول M-Star Post
  پردازش و نمایش نتایج شبیه سازی با ابزارهای سه بعدی، انیمیشن، نمودار و تحلیل داده های زمانی.
• ماژول M-Star Queue
  مدیریت و اجرای چندین شبیه سازی به صورت صف بندی شده روی GPU ها.
• ماژول M-Star Optimizer 
  بهینه سازی خودکار پارامترهای مدل بر اساس یک هدف مشخص مانند کاهش زمان اختلاط یا بهبود عملکرد فرایند.
• ماژول M-Star Resolver
  اجرای خودکار مطالعات حساسیت شبکه و افزایش وضوح حل تا رسیدن خروجی به همگرایی.
• ماژول M-Star Output Aggregator 
  تجمیع داده های آماری و سری های زمانی چندین شبیه سازی برای مقایسه و تحلیل نتایج.
• رابط Python Pre API 
  ساخت، تغییر و اجرای خودکار مدل های M-Star و ایجاد مطالعات پارامتریک و گردش کارهای سفارشی با Python.

کاربردهای تخصصی در صنایع

• صنایع داروسازی، زیست فناوری و بیوتکنولوژی
  طراحی وش بیه سازی و Scale-Up بیوراکتورها، بررسی انتقال اکسیژن، اختلاط و رفتار چندفازی در فرایندهای تولید دارو و محصولات زیستی در مقیاس صنعتی
• صنایع شیمیایی و پتروشیمی
  تحلیل اختلاط، واکنش، انتقال جرم، پراکندگی قطرات و عملکرد مخازن و تجهیزات فرایندی.
• صنایع غذایی و نوشیدنی
  بررسی اختلاط، انتقال حرارت، رقیق سازی، پر و تخلیه و رفتار سیال در مخازن و خطوط فرایندی.
• صنایع نفت، گاز و انرژی
  شبیه سازی جریان چندفازی، مخازن، جت های اختلاط، انتقال حرارت و رفتار سیالات در تجهیزات فرایندی.
• صنایع شیمیایی و تصفیه آب
  تحلیل زمان ماند، اختلاط، انتقال گونه، ته نشینی ذرات و عملکرد سیستم های گردش و تصفیه.
• سیستم های HVAC و مدیریت حرارتی
  بررسی توزیع سرعت، دما، غلظت و ذرات برای بهینه سازی تهویه، سرمایش و شرایط حرارتی فضاهای صنعتی.

✅ بیشتر بخوانید: 3DS PowerFlow تحلیل آیرودینامیک و آکوستیک در صنعت

برای مشاهده اطلاعات کامل نرم افزار M-Star CFD به منظور مدلسازی پیشرفته سیالات و ذرات به اینجا مراجعه کنید.