Energia- ja prosessiteollisuuden mallinnuspalvelut

Teollisuuden prosessit muuttuvat yhä monimutkaisemmiksi, kun uutta teknologiaa otetaan käyttöön, olemassa olevia resursseja hyödynnetään uusilla tavoilla ja uusia aloja yhdistetään toisiinsa.

Nykyaikaiset prosessit sisältävät monimutkaista geometriaa, kemiallisia reaktioita, aineen- ja lämmönsiirtoa, monifaasivirtoja sekä reologiaa. Näiden lisäksi tarvitsemme myös uusia, entistä tehokkaampia prosesseja. Uusien prosessien avulla voidaan vastata energia- ja prosessiteollisuuden kasvaviin päästövähennysvaatimuksiin ja hyödyntää raaka-aineita entistä tehokkaammin. 

Mallintamisella ja simuloinnilla on tärkeä rooli näiden haasteiden ratkaisemisessa. Ne tarjoavat arvokasta tietoa päätöksenteon tueksi ja auttavat hyödyntämään järjestelmiä parhaalla mahdollisella tavalla. 

Mallintaminen ja simulaatio ovat työkaluja, joiden avulla voidaan esimerkiksi luoda prototyyppi järjestelmän eri osista, testata erilaisia skenaarioita ja optimoida prosesseja nopeasti ja luotettavasti. Digitaalisen kaksosen kaltaisten teknologioiden avulla voimme jäljitellä järjestelmien käyttäytymistä sekä seurata ja tutkia prosesseja. 

Lopputuloksena syntyy uutta tietoa, jonka avulla voidaan karsia virheitä, keksiä uusia ratkaisuja, rakentaa uusia palveluja sekä saavuttaa merkittäviä kustannussäästöjä.

VTT tarjoaa ainutlaatuisen yhdistelmän mallintamista, testausta ja pilotointia saman katon alla. Monialainen asiantuntijatiimimme auttaa myös vetyyn liittyvissä teknologioissa, sähköverkkoteknologioissa ja niiden kehittämisessä, kaukolämmössä sekä monissa muissa asioissa. 

Aloimme kehittää omia numeerisen virtauslaskennan (CFD) mallejamme eri prosesseihin ja sovelluksiin jo 1980-luvulla. Kehitystyössämme olemme keskittyneet erityisesti monifaasivirtaussimulaatioihin. 

Lähdekooditason osaamistakin meiltä löytyy. Monet Aprosin ja muiden alan johtavien ohjelmistojen kehittäjät työskentelevät VTT:llä. 

Tarjoomamme sisältää useita simulointityökaluja ja -palveluita erilaisten ongelmien ratkaisemiseksi. Laskentamalleja voidaan myös kytkeä toisiinsa, ja siten erilaisia järjestelmiä ja prosesseja voidaan simuloida yhdessä. Kehitämme malleja laboratoriomittakaavasta pilotointiin ja aina teolliseen mittakaavaan asti. 

Mallinnuspalveluidemme avulla voit:

• Suunnitella tavoitteidesi mukaisia prosesseja 
• Parantaa tuotantoprosesseja
• Tukea prosessitoimintoja 
• Suunnitella teollisuusprosessien sähköistämistä 
• Suunnitella hiilidioksidin talteenotto- ja käyttöprosesseja 
• Testata uusia polttoaineita ja niiden vaikutuksia reaktoreihin ja polttokattiloihin 
• Avustaa laitteiden suunnittelussa sekä skaalauksessa laboratoriosta pilotointiin ja teolliseen mittakaavaan 
• Simuloida ydinreaktorin hypoteettisia onnettomuustilanteita

Kaikki tämä on mahdollista ilman turvallisuus- ja ympäristöriskejä tai tuotantoajan menetystä.

Apros®

Apros on VTT:n ja Fortumin kehittämä dynaaminen analyysi- ja simulaatio-ohjelmisto. Sitä käytetään suurten järjestelmien, kuten lämpö- ja ydinvoimaloiden tai kaukolämpö- ja kaukojäähdytysverkostojen turvallisuuden ja tehokkuuden varmistamiseen. Mitä suuremmasta ja monimutkaisemmasta järjestelmästä on kyse, sitä enemmän lisäarvoa Apros tarjoaa.

Helppokäyttöisten prosessikomponenttiyksikkömallien lisäksi Apros tarjoaa kattavat, yhteensopivat mallikirjastot automaatio- ja sähköjärjestelmille. Apros soveltuu erityisesti sellaisten prosessien mallintamiseen, joissa käytetään esimerkiksi vettä ja höyryä, sulia suoloja, öljyjä ja kaasuja. 

Apros mahdollistaa: 

• Turvallisuusanalyysit – vähennä riskejä ja vakuuta turvallisuusviranomaiset 
• Suunnittelun tuen – tarkista säädöt ja mitoitukset ennalta 
• Automaatiotestaukset – lyhennä käyttöönottoaikaa 
• Operaattorien koulutukset – siirrä osaamista osallistamalla. 

Apros® on VTT:n ja Fortumin rekisteröity tavaramerkki.

Aspen

Aspen on suuren mittakaavan järjestelmien ja prosessien ’steady-state’ simulaatio-ohjelmisto. Tämä vakiintunut, standardin mukainen mallinnustyökalu soveltuu erityisesti kemiallisten reaktioiden ja hiilidioksidin talteenoton sekä tislauksen, kemiallisten muuntoprosessien ja muiden monimutkaisten prosessien mallintamiseen. Kerättyä tietoa voidaan käyttää esimerkiksi teknistaloudellisiin- tai elinkaarianalyyseihin.

Virtauslaskenta (Computational Fluid Dynamics, CFD)

Virtauslaskennan avulla voidaan mallintaa reaktoreita ja muita teollisuuden laitteita 3D-muodossa. Virtauslaskentaa voidaan käyttää laitteiden suunnitteluun, optimointiin, vianmääritykseen sekä uudelleensuunnitteluun.

OpenFOAM

OpenFOAM on ilmainen, avoimen lähdekoodin CFD-laskentaohjelmisto. Sen avulla voidaan ratkaista monimutkaisia yksifaasisia, monifaasisia sekä reaktiivisia virtauksia. OpenFOAM mahdollistaa massiivisen rinnakkaislaskennan, jossa käytetään jopa tuhansia laskentaytimiä. Ohjelmisto on erinomainen tutkimus- ja tuotekehitystyökalu energia- ja prosessiteollisuuden laitteille ja prosesseille. 

VTT on OpenFOAM Foundation -säätiön aktiivinen yhteistyökumppani ja tekee tiivistä yhteistyötä ohjelmiston johtavien kehittäjien kanssa.

Ansys Fluent 

Ansys Fluent on alansa johtava virtaussimulointiohjelmisto, jonka avulla voidaan tuottaa tarkkoja ja luotettavia virtaussimulointituloksia. Ansys Fluent -laskentaohjelmiston avulla voidaan mallintaa monenlaisia teollisia yksi- ja monifaasivirtauksia. 

VTT on kehittänyt Ansys Fluent -ohjelmistoon lukuisia osamalleja ja yhdistänyt CFD-simulaatiot niin termodynaamiseen tasapainomallinnussovellukseen kuin Apros-koodiinkin.

Projektit, ekosysteemit:

• Apros

Projektiuutiset:

• Apros