Flownexの主な機能

Flownexの主な機能

Flownexは、広範なシミュレーション機能を備えた熱流体システム解析ソフトウェアです。既存の機能に加え、近年も様々な機能強化が行われています。

1. 基本的な解析能力

• 流体解析: 定常・過渡現象、圧縮性・非圧縮性、ニュートン・非ニュートン流体の解析に対応。単相流、二相流、「液体-気体」流体モデルによる多成分二相混合、超臨界流体、スラリー流動、微量元素流動、不凝縮ガス、混合ガス、衝撃波、超音速流れ、チョーク流れなど、多様な流体挙動をシミュレーションできます。
　　　　

• 熱伝達解析: 伝導、対流、放射、浮力流れ、燃焼解析、ジュールトムソン効果などの伝熱計算が可能です。ガス輻射、フィルム冷却、衝突噴流冷却（インピンジメント冷却）といった高度な伝熱計算や、対流伝熱計算のオプションとしてGnielinski相関も利用できます。複合伝熱コンポーネントには離散化の次数指定オプションが追加されています。


• 特殊現象解析: ウォーターハンマー、キャビテーション、サージング、圧力脈動、形状や旋回流による二次的な圧力損失に対応。ガスタービン翼列間を含む回転キャビティ、渦、シール、回転流路などの二次流れのモデリングも行えます。


• 高度な解析: エネルギーの質を評価するエクセルギー解析機能を有しています。


• 原子炉シミュレーション: 多様な燃料に対応した原子炉シミュレーション機能が強化され、核計算のスクリプト指定機能や、溶融塩原子炉の伝熱モデル化のための係数追加が行われました。

2. 最適化と感度分析

• ニュートン法、遺伝的アルゴリズム、BOBYQAによる最適化手法や、モンテカルロ法、パラメトリックスタディによる感度分析に対応しています。

3. 他システム連携とデータ操作

• 広範な他社製品との連携: MATLAB, Simulink, LabVIEW, Mathcad, ANSYS Mechanical/Fluent, NIST/REFPROPなど幅広いソフトウェアとの連携が可能です。ROHR2（配管応力解析ソフト）やCAPE-OPEN（化学プロセスシミュレータ）との連成解析にも対応しています。特にANSYS Workbenchとの統合が強化され、Ansys Mechanicalとのディープソルバーカップリングも改良されました。


• 多様なデータインポート: CADデータ、GIS（地理情報システム）データ、AFT Fathom/Impulse/Arrowファイル、CoolProp（冷媒熱物性データベース）データのインポートが可能です。


• データ可視化と編集: 熱交換器等の計算結果を3次元グラフで表示でき、GISデータのインポートやGPSデータによるコンポーネント配置、3次元キャンバス上でのDXFファイルやシェープファイル等の修正ができます。


• Revit連携: Autodesk Revit用Flownexネットワークビルダーは、RevitプロジェクトからFlownexネットワークを直接生成するプラグインとして追加され、Revitからの配管・HVAC要素の抽出とFlownexでの3Dジオメトリ構築、自動ヒーリングアルゴリズムにより、従来のPCFファイルインポート時の手動修正の労力を大幅に削減します。

4. ユーザビリティとカスタマイズ

• ヒューマンインターフェース: ビジュアリゼーション機能（ヒューマンマシンインターフェース）、シナリオ設定、アラーム設定に対応しています。


• レポートと操作性: Excelレポート機能の強化（グラフ作成、計算結果のリアルタイム更新等）や、Excelコンポーネントの操作性強化（ドラッグ&ドロップ等）が図られています。


• 高度なカスタマイズ: C#スクリプトによるカスタマイズが可能で、C#経験が少ないユーザー向けにスクリプト作成方法が簡易化されています。


• 並列処理: 計算の効率化のための並列処理に対応しています。


• ソルバーの進化: 過渡シミュレーションでタイムステップサイズを自動調整する適応タイムステップ機能が追加され、保存されたスナップから定常解を開始する機能、非反復過渡ソルバーの導入により計算速度が大幅に向上しました。


• 制御システムの強化: 分散制御システム(DCS)に速度ベースのPIDコントローラと定常状態動作が追加されました。

5. ライブラリとモデルの拡充

• 蒸気タービン（HP, IP, LP）や衝撃波・推進システムシミュレーション用の超音速ノズルコンポーネントがライブラリに追加されています。


• 容積式ポンプ : ロータリーポンプとレシプロポンプのモデル化が可能な容積式ポンプコンポーネントが追加され、粘度スケーリング特性定義やパワー・正味吸込ヘッドマージンの計算に対応しています。