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模擬如何導致更環保、更高效的冷卻系統

Altair Activate模擬如何導致更環保、更高效的冷卻系統

Altair Activate 是一個綜合系統模擬系統。基於信號塊、面向對象的物理組件以及電氣和電子系統的混合框圖建模環境,允許用戶獲得設計的整體視圖。

 

近年來,製造商的首要任務之一是減少二氧化碳排放,以確保對地球友好的運營。隨著公司找到將二氧化碳減排與經濟目標和隨之而來的技術挑戰相協調的方法,可持續性正在推動全球新的和創新的商業實踐。 

然而,在最環保和最具成本效益的生產方法之間找到平衡並不是一件容易的事,因為公司試圖在管理生產成本和開發時間表的同時尋找提高效率的方法。以空調 (AC) 機組的生產為例。由於世界上 40% 的人口居住在炎熱的熱帶地區,許多人每年至少有 20 天暴露在可能危及生命的溫度下,這凸顯了對有效降溫方法的依賴。“這很容易解決”,您可能會想,“讓我們製造更多空調機組吧。”然而,氣候變化最大的諷刺之一是空調裝置排放的大量溫室氣體,根據世界經濟論壇的計算,估計會使全球溫度升高 0.5 攝氏度 。 據預測,到 2050 年,空調的數量將翻兩番,達到 45 億台,變得像今天的智能手機一樣無處不在。 

甚至還有諸如全球製冷獎之類的競賽 ,旨在開發一種氣候友好型住宅製冷解決方案,可以在不使地球變暖的情況下為人們提供製冷。 

 

複雜問題需要綜合解決方案

對於像 AC 裝置這樣複雜的應用,對全面的全系統建模解決方案的需求是非常明顯的。了解任何 機器的複雜性 需要深入了解機器的工作原理、影響其功效的外部因素,以及預測性能以確保新設計的產品按預期運行的可靠方法。 

為了證明這種複雜性,讓我們來看看影響車內暖通空調 (HVAC) 系統性能的因素。這些機器需要通過通風口的氣流來增加或降低機艙的溫度,從而為乘客提供舒適度。因此,需要考慮各種流體動力學和外部因素,例如氣溫、太陽的熱輻射、機艙窗戶的方向、乘客的新陳代謝率以及附近表面的反射輻射。 

乘客的舒適度也很大程度上取決於適當管理空氣中的濕度和水分。正確分析這一點對於確保准確估計能源消耗非常重要。在該領域內,空調設計工程師通常使用濕度圖繪製和分析各種過程,這有助於幫助解決許多問題。

用於了解空氣特性的濕度圖

用於了解空氣特性的濕度圖

由於與此類應用程序相關的多個變量, 因此可以使用Altair® Activate®等系統建模工具 來了解所涉及的各種物理特性以及它們如何在系統及其組件上進行整體交互。

 

設計 HVAC 系統時需要考慮許多外部變量

用於了解空氣特性的濕度圖

Activate 是一個開放、靈活的集成平台,用於綜合系統仿真係統。基於信號塊、面向對象的物理組件以及電氣和電子系統的混合框圖建模環境,Activate 允許用戶獲得設計的整體視圖。通過結合基於物理、基於信號和基於腳本的軟件,用戶可以解決一些最棘手的挑戰。 

使用 Activate,用戶可以整合多個模擬解決方案以獲得整體方法

使用 Activate,用戶可以整合多個模擬解決方案以獲得整體方法進行整體交互。

對於此應用程序的簡化示例,下圖顯示了使用 Activate 的系統間系統表示形式。使用 Altair 的仿真解決方案可以對水蒸氣負荷、機艙環境溫度、人體熱負荷、太陽輻射和其他因素進行建模。

系統間解決方案的簡化視圖

系統間解決方案的簡化視圖

在此應用中,流體動力學的行為對於分析也非常重要。 Altair CFD 可以通過準確模擬乘客艙的氣流來實現設計,包括所有相關的熱效應,例如艙內的對流、傳導和輻射傳熱。

了解由多個系統組成的應用程序,每個系統都有自己獨特的行為,需要訪問一套深入而全面的解決方案。Altair 革命性、靈活的許可模式使客戶​​能夠立即完全訪問我們的所有軟件,並能夠在本地或云中按需無縫運行這些應用程序。打包為滿足所有設計和工程需求的綜合應用程序集,我們基於單元的結構具有可擴展性、可共享性,並且比為每個應用程序獲得單獨的許可證更具成本效益。

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