معرفی نرم افزار های شبیه سازی- خاص

گروه دوم را می‌توان گروه نرم افزارهای شبیه سازی و مدلسازی در حالت خاص نامگذاری نمود به عبارتی می توان به چهار دسته ی دینامیك و CFD و خطوط لوله و آنالیز مبدل های حرارتی تقسیم بندی نمود ؛ اغتشاشات و تغییرات موجود در واحدهای فرآیندی از جمله تغییرات دما و فشار محیط و خوراك و رسوب گرفتگی تجهیزات و از کار افتادن تجهیز و … همگی بر کیفیت فرایند تاثیر می گذارند. در این موارد سیستم های کنترلی عمل کرده و در جهت کنترل تغییرات می باشد. برای مطالعه پارامترهای فرایندی و عملکرد کنترلرها در زمان‌های مختلف و برای بررسی عملکرد کنترلرها در شرایط مختلف و تنظیم کنترلر ها و بررسی شرایط start up , shut down و بسیاری موارد دیگر از نرم افزارهای شبیه ساز در حالت داینامیك استفاده می گردد.

مهمترین و معروف ترین این گروه از نرم افزار ها در زمینه دینامیک عبارتند از :

1- نرم افزار Aspen Dynamic 
Aspen dynamic  یکی از ماژول های پکیج نرم افزار aspen one می‌باشد که برای استفاده از آن لازم است نرم افزار aspen plus را فرا گرفته باشیم.

2- نرم افزار HYSYS دینامیک

Hysys Dynamic  از نرم افزار Hysys جدا نمی‌باشد و لازمه استفاده از آن یادگیری نرم افزار Hysys می‌باشد. نرم افزار Dynasim نیز توسط شرکت سازنده Pro II تهیه شده و حالت داینامیك نرافزار Pro II می‌باشد.
تفاوت این نرم افزارها همگی در نرم افزارهای پایه آن که فرآیند در حالت پایا در آن شبیه سازی شده است می‌باشد. بدیهی است برای ورود به مرحله شبیه سازی دینامیکی نیاز است یا اطلاعات مربوط به سایزینگ تجهیزات را داشته باشیم و یا توانایی سایز کردن تجهیزات را داشته باشیم.

مهمترین و معروف ترین این گروه از نرم افزار ها در زمینه خطوط لوله عبارتند از :

1- نرم افزار  PIPESIM​​​​​​​

نرم افزار PipeSim یکی از محصولات معروف شرکت سرویس دهنده نفتی شلمبرژه می باشد که کاربرد عمده آن در زمینه شبیه سازی انواع چاه‌ها و تاسیسات سطح الارضی در عرصه مهندسی نفت می باشد و این نرم افزار در محاسبات افت فشار سیالات تك فازی و چند فازی درون خطوط لوله سطح الارضی، لوله های جداری، ادوات درون چاهی و همچنین طراحی شرایط فرآیندی و سیستم‌های فرازآوری مصنوعی چاه‌ها کاربرد فراوانی داشته و مورد استفاده بسیاری از مهندسین و متخصصین صنایع نفت و گاز خصوصا مهندسین بهره برداری قرار دارد. این نرم افزار دارای قابلیت‌ها و توانایی‌های بسیار زیاد در طراحی، حساسیت سنجی و بهینه سازی می‌باشد.

2- نرم افزار  OLGA​​​​​​​

این نرم افزار توسط شرکت Statoil در سال 1983 توسعه یافت. این نرم افزار می‌تواند جریان های چندفازی را که یك پدیده دینامیك است را مدلسازی کند. شبکه‌های خطوط لوله که دارای تجهیزات فرآیندی مانند پمپ، کمپرسور، مبدل حرارتی، تفکیك کننده، شیر و … است توسط این نرم افزار به راحتی به صورت دینامیك قابل شبیه‌سازی شدن هستند. این نرم افزار را می توان گفت قویترین نرم افزارهای موجود برای شبیه سازی جریان درون خطوط لوله نفت و گاز است و قابلیت شبیه‌سازی دینامیك لوله‌ها در شرایط مختلف را دارد. همچنین Olga می‌تواند انشعاب لوله‌ها، انتقال حرارت بین دیواره خط لوله و محیط، خوردگی لوله‌ها و … را در نظر بگیرد. محاسبات و مدلسازی Steady State نیز به منظور بررسی چالش‌ها و مشکلات جریان نیز قابل بررسی است. نکته ی قابل ذکر دیگر این می باشد که دیتا بانکی برای وارد کردن  componentهای مختلف در نرم افزار الگا وجود ندارد و اجزا توسط نرم افزار PVTSIM تعریف شده و در نرم افزار الگا بارگذاری می شود.​​​​​​​

مهمترین و معروف ترین این گروه از نرم افزار ها در زمینه CFD عبارتند از :

1- نرم افزار  COMSOL​​​​​​​

نرم افزار کامسول که به نرم افزار COMSOL Multiphysics هم معروف است یکی از ابزارهای جدید طراحی پنل‌ها یا سطوح دو بعدی و سه بعدی (فضاپیماها)، ابعاد کاربردی در طراحی ماژول می باشد. ماژول پردازش فلز را می توان برای شبیه سازی تحولات فاز متالورژی (استخراج و ذوب فلزات)، مانند ذوب فولاد استفاده کرد و از ماژول جریان متخلخل می‌توان برای مدل سازی جرم، حرکت و انتقال انرژی در محیط‌های متخلخل استفاده کرد.
نرم افزار COMSOL Multiphysics یک مجموعه مدل‌سازی برای شبیه‌سازی هر فرآیند فیزیکی است که می‌توانید با معادلات دیفرانسیل جزئی (PDE) توصیف کنید. این نرم افزار دارای تحلیلگر مدرن است که مشکلات پیچیده را به سرعت و با دقت رفع می‌کند، در حالی که از نظر ساختار بصری به منظور سهولت در استفاده، بسیار انعطاف پذیر طراحی شده است.

2- نرم افزار Fluent & Gambit
نرم‌افزارFluent یکی از نرم‌افزارهای صنعتی مشهور می‌باشد که دارای قابلیت‌های فراوانی است. این نرم‌افزار قابلیت مدل‌سازی جریان‌های دو و سه‌بعدی را داراست. برای استفاده از این نرم‌افزار ابتدا توسط یک نرم‌افزار کمکی مانند Gambit هندسه جریان مشخص می‌گردد و عمل مش بندی نیز صورت می‌گیرد.  نرم‌افزار Fluent  از خروجی نرم‌افزار Gambit استفاده می‌نماید. این نرم‌افزار قابلیت انجام محاسبات با دقت معمولی و دقت مضاعف را دارد و به‌عنوان یک اختیار، کاربر می‌تواند  هرکدام را انتخاب نماید.
 این نرم‌افزار بر پایه روش حجم محدود که یک روش بسیار قوی و مناسب در روش‌های دینامیک سیالات محاسباتی می‌باشد، بنا شده است. قابلیت‌های فراوانی نظیر مدل‌سازی جریان‌های دائم و غیر دائم، جریان لزج و غیر لزج، احتراق، جریان مغشوش، حرکت ذرات جامد و قطرات مایع در یک فاز پیوسته و ده‌ها قابلیت دیگر Fluent را تبدیل به یک نرم‌افزار بسیار قوی و مشهور نموده است.
فلوئنت یک نرم‌افزار کامپیوتری چندمنظوره برای مدل‌سازی جریان سیال، انتقال حرارت و واکنش شیمیایی در هندسه نوشته شده است. با توجه به محیط مناسب نرم‌افزار جهت تعریف مسئله و شرایط پیچیده، تعریف شرایط مرزی گوناگون و حل مسائل پیچیده شامل تأثیر پدیده‌های مختلف به کمک این نرم‌افزار قابل حل می‌باشد.
​​​​​​
مهمترین و معروف ترین این گروه از نرم افزار ها در زمینه طراحی مبدل های حرارتی عبارتند از :

1- Aspen Exchanger Design & Rating – EDR
این نرم افزار که از ورژن 7,2 در پکیج Aspen One جایگزین Aspen B Jac شده است یك پکیج کامل برای شبیه سازی و طراحی مبدل‌های حرارتی می باشد، میتوان مبدل ها رو در مدل
Design
Simulation
Rating
شبیه سازی کرد که هرکدام در جای خود مورد استفاده قرار میگیرد. در ورژن 8 به بالا این نرم افزار در در نرم افزارهای Hysys و Aspen Plusگذاشته شده که این باعث سهولت لینك بین این دو نرم افزار شده است.
در صورت نیاز برای شبیه سازی مبدل های Plate &Fin که گاهی Cold Box نامیده می‌شوند و دارای چند ورودی جریان گرم و جریان سرد می باشد می‌توان از نرم افزار Aspen Muse استفاده کرد.​​​​​​​


2- HTRI Exchanger Suite​​​​​​​

شرکت (Heat Transfer Research Inc.) HTRI یك شرکت فن‌آوری است که تولیدات و خدماتی را برای پردازش‌های صنعتی ارائه می کند.
یکی از نرم افزارهای تولید شده توسط این شرکت Exchanger Suite است که ابزارهای قدرتمندی را برای طیف وسیعی از تجهیزات انتقال حرارت از جمله پوسته و لوله و مبدل های غیر لوله، کولرهای هوایی و اکونومایزرها، بسته های بازیابی حرارت، خروج بخار و … فراهم کرده است.
HTRI Exchanger یکی از بهترین نرم افزارها در فرآیند انتقال حرارت و فن اوری مبدل های حرارتی در جهان است. در حقیقت این نرم افزار یکی از قدرتمندترین نرم افزارها در زمینه طراحی، شبیه سازی و رتبه بندی برای مبادلات حرارتی در کوره های حرارتی می باشد. تمامی کامپوننت های این نرم افزار بسیار انعطاف پذیر است و برای شما امکان وارد کردن مشخصات دقیقی از مبدل را فراهم می کند که این قابلیت موجب بهترین استفاده از این نرم افزار می شود و دقیق ترین پیش بینی ها را درمورد عملکرد تمامی مبدل ها ارائه می کند.