KFX/EXSIM火災爆炸CFD模擬仿真軟件
KFX
Kameleon FireEx KFX? 是目前在氣體擴散、火炬和火災模擬方面處于國際領導地位的CFD軟件,并逐漸成為燃燒和火災領域的工業標準。其最早是由ComputIT公司聯合NTNU(挪威科技大學)和SINTEF(挪威科技工業研究院)共同研發,軟件融合了工業流體和燃燒問題領域先進的技術以及廣泛的國際經驗。
軟件的主持開發者Bj?rn F. Magnussen教授,是渦耗散概念(EDC)的提出者和發展者。EDC是對燃燒數值計算領域的一項重要貢獻,在工業領域具有廣泛的應用。EDC目前已經集成在世界上絕大多數商業CFD軟件中,解決湍流燃燒問題。
KFX軟件主要特點
KFX 是一款三維瞬態CFD 軟件,計算速度快、效率高
KFX 可以模擬氣體擴散和所有類型的火災及燃燒
KFX 包括CAD 導入功能(PDS,PDMS,IGES,Flacs 模擬或其他)
KFX 與有限元結構響應軟件Fahts/Usfos 之間具有借口,從而進行動態結構響應分析
KFX 的模擬結果可以作為聲學計算軟件輸入,計算燃燒噪聲的生成與傳播
KFX 具有詳細的求解器,帶有噴水系統的火災減災措施的拉格朗日模型
KFX 具有高效的前處理和后處理能力并且界面友好
KFX 具有靈活的網絡處理技術,可以滿足不同尺度的模擬需求
KFX 可以在結果中同時表現未燃燒氣體、火焰及延誤的生成
KFX 可以對火災發生時逃生路線上人員所面臨的環境進行動畫演示,并以第一視角進行表達
KFX主要功能
各種火災模擬
模擬所有類型的火災:例如池火、噴射火、噴霧火、火炬、LNG 火災、密閉空間火災、復雜
阻塞區域火災或開放空間火災等,包括對溫度、熱輻射、煙氣、能見度、燃燒物質濃度、
有毒氣體、噪聲等進行詳細的計算
人員安全,例如對逃生路線的分析及設計,風險評估等
火災對結構和過程設備的影響
被動防火(PFP)設計
火災溫度、熱輻射和煙氣對人的影響
對防火系統進行模擬、分析和設計,例如噴水器、大液滴噴水、噴霧和水幕等
氣體擴散,氣體和火災探測系統布局設計

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火炬及燃燒設備分析與設計
對各種火炬及燃燒設備中的燃燒進行模擬及分析
火炬熱輻射、點火和啟動、煙霧生成
燃燒設備的優化和安全設計
焚燒設備設計優化,降低燃燒設備和工藝過程中有害物質的生成
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通風、氣體擴散、湍流及常規熱力學分析
地下空間、軌道及交通隧道中的火勢蔓延及減輕仿真
建筑物內火勢蔓延及煙氣彌散仿真
氣體(包括有毒氣體、易燃氣體、重氣體/高密度氣體)彌散
碳捕捉及儲存(CCS)設施和基礎設施,因設計和安全運行排氣口和意外泄漏情況下有害二氧化碳釋放擴散仿真模擬
HVAC(通風模擬),包括自然及人工通風系統
有關直升機操作、建筑物和環境等的湍流分析
管道中示綜組分的模擬
管道烘干
海洋漁業和食品工業相關的流體和氣候分析
活體動物車輛運輸過程中的通風和環境調節系統設計
應用普通熱力學和燃燒技術的湍流和傳質傳熱
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KFX在火炬分析方面的專業能力
模擬火炬燃燒,包括單管、多管、HP、LP、HP/LP等類型的火炬,地面火炬,以及海上及陸上火炬塔等
計算火炬熱輻射,分析火炬熱輻射對原廠的過程工程、建筑物等的熱輻射,例如是否滿足安全距離,人員和設備的熱輻射要求等
分析火炬熱輻射對火炬頭、火炬頂部平臺及火炬臂等影響
分析各氣體組分的燃燒效率,包括H2S、CO2、H2O等
對火炬頭供應商解決方案的分析
事故調查
運行問題的分析與出來
火炬選址及高度設計,確定火炬安全距離
評估現有火炬選址及設計
KFX的實驗驗證
作為一款燃燒和火災的專業工程軟件,對計算結果進行實驗驗證以便獲得可靠的模擬結果是軟件應用的重要保證。在KFX的開發過程中,DNV GL進行了大量的真實和理想實驗用于KFX的驗證和改進。實驗驗證工作是為了證明某個模型或方法能夠滿足其預期目的。作為一項非常重要的組成部分,驗證工作一直伴隨著KFX的開發。
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KFX的實驗驗證包含以下方面的工作:
分析方法的驗證
具有高精度的科學實驗
真實全尺寸實驗
子模型測試
整體測試
小尺度、中尺度和大尺度實驗
盲算驗證及全信息測試
有了以上方面的實驗,可以保證用戶只要按照使用規則進行相關參數設定,便可以獲得可靠和準確的計算結果,為工程設計和風險與環境評估進行參考依據。
EXSIM
為預測阻塞空間發生爆炸的后果,DNV GL KFXTM 開發了經過廣泛驗證的蒸氣云爆炸仿真工具-EXSIM。
廣泛驗證和應用
在過去20年中,殼牌公司一直使用EXSIM軟件,對復雜的阻塞空間進行爆炸仿真模擬。EXSIM已成功通過了大量、不同規模的爆炸試驗(包括大比例測試及盲測)的驗證。自1989年以來EXSIM一直開發用于爆炸研究和工業分析。
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應用領域
海上及陸上油氣設施
量化三維結構物在發生爆炸情形下隨時間的響應(KFX?-USFOS)
優化布局,降低爆炸影響
量化作用于安全場所(比如臨時避難所、救生船、生活區等)的沖擊波載荷
爆炸可能性分析
對緩釋措施的ALARP(最低合理可行)以及成本-效益分析
事故調查
三維仿真技術
KFX? 一套用于解決有害物質擴散、火災和爆炸相關問題的先進解決方案
基于相同化學反應模型(EDC)的火災及爆炸建模功能
具備強大的CAD導入及編輯功能,用于高效處理復雜幾何模型
高效預測蒸氣云團
批處理大量仿真模擬,比如爆炸風險分析
具備全面后處理功能,比如對CAD幾何體內部進行視頻演示、各種可視化處理等。
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