新菱冷熱株式會社

建筑工程公司的設計工程師通過與BIM（建筑信息建模）高效合作，充分利用CFD分析價值。

http://www.shinryo.com/en/index.html

成立時間：1956年2月23日

地點：日本東京新宿

資產：35億日元

雇員人數：1948人（截至2013年9月底）

    在呼吁解決能源問題的同時，建筑物的生命周期中消耗的能源的減少是不可避免的問題。為此建筑物的空調設計是關鍵。新菱冷熱工業在建筑設備的設計、施工方面有著很高的業績，通過構建BIM系統并嵌入CFD，設計人員自己進行分析，創造能夠設計最適合空調設備的環境。

   

新菱冷熱公司是一家在建筑用空調設計和安裝方面的領先公司。他們長期為整個城市提供地區供暖和制冷系統，其產品質量受到高度重視。新菱冷熱公司的目標是通過實施環境工程技術的進步，實現人類生活和環境的相互可持續性。

新菱冷熱公司使用3D-CAD的30年經驗是幫助該公司持續生產低成本和高質量服務的主要因素之一。他們開發了自己的BIM兼容軟件，S-CAD，基于Syspro的3D-CAD軟件設計草稿，這是建筑設計師經常使用的。S-CAD除了制作3D施工圖之外，還準備了3D檢查、施工模擬、管道等干涉檢查、靜壓、揚程計算和材料統計功能等。另外，利用3D激光掃描儀對現有設備進行3D建模的功能也正在開發中。

來自新菱冷熱株式會社的Ken Fukada是研發中心CFD解決方案小組的研究員，他解釋說，該公司十年前就開始使用S-CAD。自Fukada加入公司以來，他本人一直在使用CFD。業務中心的S-CAD已經建立了教育體制，新員工在進行了半年的現場研修后，學習了S-CAD的操作和設備設計的基本知識。另外，公司內部考試等可以提高他們的工程技能和知識。

Ken Fukada 新菱冷熱

CFD解決方案集團研發中心技術部研究員

   

   

自定義CFD以簡化任務

   

    

將S-CAD與Cradle的CFD分析工具scSTREAM連接起來，對空調系統進行流體分析。新菱冷熱公司每年進行150 多次CFD分析，其中70%由設計工程師進行。工程師使用分析進行初步設計，并用于建造和推廣他們的產品。Fukada透露，提高能源效率是近年來客戶最關心的問題之一。

新菱冷熱公司報告說，scSTREAM是一種十分有用的熱流體軟件，因為他們在全國各地應用了20多年，同時為他們的工程師提供了理想的計算環境和硬件，以便有效地進行分析。盡管他們取得了成功，但公司已經意識到了兩個日益增長的擔憂：第一，設計工程師被賦予了更多的任務，第二，分析結果的準確性可能更多地取決于工程師的技能和經驗。為了提高效率和提高分析質量，新菱冷熱株式會社重新驗證了他們的內部培訓計劃，并研究了將scSTREAM和S-CAD結合起來的方法。

在2008年，他們建立了CFD推廣中心，為分析任務提供更多的支持，然后在2010年在他們的研發中心安裝了HPC服務器。這使他們的工程師能夠通過網絡獲取許可證，從不同的基地進行分析。Fukada團隊，即研發中心的CFD解決方案小組與這些努力相輔相成。

新菱冷熱公司的CFD分析任務結構

他們的工作是編寫新的軟件，并開發專門知識，處理更復雜的分析。

為了將scSTREAM和S-CAD相結合，CFD解決方案組開發了附加軟件S-Pre，方便了S-CAD和scSTREAM之間的數據傳輸。當處理建筑設施的設計數據時，S-Pre只傳輸CFD分析所需的數據通過Cradle的VBA，S-CAD到STREAM。工程師可以使用S-CAD 窗口中的自定義工具箱輕松指定CFD設置。

S-Pre的開發始于五年前Fukada加入公司。工程師提供了反饋，將3D-CAD數據直接導入scSTREAM將提供重要的價值。這促成了addin函數的開發以啟用模型傳輸。以前，工程師每次使用scSTREAM進行分析時都必須重新建模。這個增加許多額外的工作，因為工程師必須從原始圖紙中提取所有的設計信息。當分析和設計功能由不同的工程師執行時，傳輸錯誤經常發生。相反，通過使用S-Pre，所有工程師都可以直接使用S-CAD的數據避免與溝通有關的錯誤。即使是那些不熟悉操作scSTREAM 的人也可以從S-CAD設置分析條件。

   

   

5種有效CFD分析優化函數

      

S-Pre的主要功能是傳輸必要的數據S-CAD和scSTREAM。因為不是每個分析都需要所有的CAD數據，S-Pre只能選擇性地傳輸分析所需區域的數據；例如，它甚至可以精確定位和選擇房間中的某些家具。

第二個功能作為零件管理器，可以跟蹤和組織每個部分的設計信息，如建筑結構、管道和管道。設計是由許多工程師同時在每個部分工作，并隨后合并在一起。以前，工程師必須重新創建scSTREAM模型并提取設計信息。然而，有了S-Pre，只有必要的設計部件就能很容易復制，為CFD分析生成一個新的設計。

第三個功能是對建筑設施進行CFD分析的專門接口。接口只提供設計建筑設施所需的分析條件，這是定制的，增強了可操作性。在其他BIM軟件中，工程師只能指定

有限數量的輸入條件，如材料特性和在空氣供應附近產生的熱量。使用S-Pre，工程師可以包括更多的信息，如風速、溫度、傳熱系數、熱產生量和阻力系數。可以通過選擇每個組件查看這些條件的設置窗口。在CAD中，無需激活CFD分析軟件。

第四個函數是一個轉換函數來簡化模型。這個函數有用的一個例子是空氣排氣，一個模型很難精確地表示。其幾何形狀和周圍物體的簡化提高了計算穩定性，并最小化了所需網格的數量。

第五個功能是自動生成網格，使所有工程師能夠生成高質量的網格，穩定的網格。公司正在不斷改進這一功能，以生產高質量的網格，同時保持足夠的網格分辨率。

   

   

鼓勵所有工程師探索新的想法

   

    

Fukada解釋說，新菱冷熱株式會社大幅縮短了審查模型所需的時間。通過結合scSTREAM和BIM。經常評估大規模結構需要很長的時間，但隨著S-CAD 直接將三維模型數據傳輸到分析中的能力，分析時間可減少50%。使用scSTREAM的另一個好處是，鼓勵設計工程師包括經驗較少的年輕工作人員，分析空調性能，并積極提出更好的想法。“如果工程師知道他們可以通過分析進行測試，就會鼓勵他們評估更多的想法。能夠查看scSTREAM生成的視覺結果是也有助于加深他們對設計理解。”Fukada說。通過使用scSTREAM，工程師可以開始從分析中識別趨勢和模式，這些趨勢和模式以前只有在施工現場才能識別。軟件還使高級工程師能夠檢查計算條件和結果，并培訓年輕的工程師進行分析。最后，CFD解決方案組中的工程師在升級版本的scSTREAM可用之前，通過用戶定義的程序添加新功能。現在可以增加更多的新功能來簡單地通過前處理器，使工程師能夠設計和使用更復雜的空調分析條件。

無縫協作的BIM兼容S-CAD和scSTREAM

   

   

更容易和更準確的CFD分析

   

    

雖然新菱冷熱株式會社已經在設計過程中充分實施了CFD分析，但他們渴望提高工程師的分析能力。公司也想確保他們為更好的分析提供最好的計算硬件。他們的工程師在使用原始CAD數據模型進行CFD分析時，可能會遇到過于復雜的網格問題。為了解決這一問題，新菱冷熱公司計劃引入建模指南和/或開發算法，將CAD數據轉換為CFD分析模型。

他們還計劃與日本供暖、空調和衛生工程師協會合作建造一個空氣財產圖書館。這將使他們的工程師能夠有效地進行分析，并與他們分享所獲得的知識和 其他東西。

直到最近，新菱冷熱公司一直專注于改進用于分析的輸入數據。今后他們也將通過使的工程師使用S-CAD查看分析結果來提高產量。目前，輸出結果只能在scSTREAM中查看。Fukada認為這將是一個挑戰，因為它涉及到與S-CAD的合作。但他確信一旦工程師可以直接在S-CAD中查看輸出結果，他們將更容易切換空調從夏季到冬季模式，并掃描整個任務s-cad。

CFD分析結果示例：機房的氣流分析(構建LiveKobe2011)

Fukada熱衷于確保分析結果的準確性。這將需要提高公司工程師的個人技能。 新菱冷熱公司目前提供一對一的分析培訓，但當他們有更多的工程師時，他們擔心培訓質量。Fukada表示，這將在未來得到更多的關注。

目前，CFD分析主要由工程師進行，但內部反饋表明，施工人員可能希望發展分析技能，因為設計可以在現場更改。如果有足夠的網絡帶寬，能夠快速下載分析結果，就可以實現這種能力。

新菱冷熱公司在將IT分析工具應用到其設計過程中取得了很大進展，并繼續探索新的應用程序。在今天的工業中，減少建筑能耗是一個關鍵的問題，他們已經作出了巨大的貢獻，使用scSTREAM幫助他們設計更有效的空調。