Virtauslaskenta tekee näkymättömän näkyväksi

Lassi Jääskeläinen Lassi Jääskeläinen

ilmavirtaukset auton keulallaVirtauslaskenta eli computational fluid dynamics (CFD) antaa simuloinnin keinoin vastauksia tutkimusongelmiin, jotka olisi vaikeaa ratkaista reaalimaailman testauksella.

Virtauslaskenta on ollut monipuolinen teollisuuden työkalu jo vuosikymmenien ajan. Se antaa vastauksia tutkimusongelmiin, joiden ytimessä on kaasun tai nesteen virtaus kolmiulotteisessa ympäristössä.

Esimerkiksi: Millainen on optimaalinen rakenne lämmityskattilalle tai ilmastointijärjestelmälle? Tai: Kuinka toteuttaa teollisuusympäristö, jossa rakenteet ja toimintakyky säilyvät jopa räjähdyksen tai vaarallisen aineen onnettomuuden sattuessa?

Simuloinnin hyödyt ovat selvät. Tietokonemallinnuksia on helppo toistaa pienin muutoksin. Ne vähentävät prototyyppien rakentamisen ja testaamisen tarvetta. Säästyy aikaa, vaivaa ja rahaa, kun parhaat ratkaisut löytyvät jo varhaisessa suunnitteluvaiheessa.

Virus toi virtauslaskennan kysymykset arkeen

Teollisuuden suunnittelijoita ja päättäjiä kiinnostava työkalu on yllättäen noussut pinnalle myös tavallisten kansalaisten arjessa. Voi sanoa, että virtauslaskenta on popularisoitunut vuonna 2020.

Mattimeikäläistäkin on alkanut kiinnostaa, kuinka hengitysilman sisältämät mikroskooppiset partikkelit liikkuvat ostoskeskusten ja automarkettien sisäilmassa. Toisin sanoen, kuinka koneellinen ilmanvaihto vaikuttaa koronaviruksen leviämiseen. 

Aihetta tutkittiin Aalto-yliopiston, Ilmatieteen laitoksen, VTT:n ja Helsingin yliopiston yhteisessä tutkimushankkeessa. Se on hyvä esimerkki virtauslaskennan monista mahdollisuuksista. Ilmiön tutkiminen olisi käytännössä mahdotonta reaalimaailman olosuhteissa. Juuri tällaisissa tutkimusasetelmissa virtauslaskenta on omimmillaan.

Simuloinnin tulokset auttavat kiinteistönomistajia kehittämään ilmanvaihtoa ja tilan fyysisiä rakenteita niin, että asiakkaiden ja työntekijöiden altistus olisi mahdollisimman pieni. Mallinnusten tulokset auttavat myös viranomaisia antamaan kansalaisille uusia turvallisuusohjeita liittyen esimerkiksi turvaväleihin ja suojautumiseen.

Tutkimukseen tarvitaan taitoa ja tehoa

Pinja on toteuttanut toista sataa virtauslaskentaprojektia asiakkailleen. Toteutus edellyttää kehittynyttä ohjelmistoa, osaavaa tiimiä ja verrattoman paljon laskentatehoa.

Asiakkaamme Finexin tapauksessa tutkimme teollisuusalueen piileviä turvallisuusuhkia ja autoimme suunnittelemaan alueen uudelleen aina ikkunalasien vahvuudesta ilmastointiaukkojen sijoitteluun. Paineaaltomallinnuksen perusteella annettiin suositus, että valvomon rakenteiden tulisi olla vahvempaa tekoa, jotta ne kestäisivät mahdollisen räjähdyksen.

On selvää, että tämäntyyppisten asioiden selvittäminen olisi käytännössä mahdotonta ilman simulointia.

Voit lukea lisää virtauslaskennan hyödyistä ja projektin aloittamisesta asiantuntijaoppaassamme Virtauslaskenta auttaa teollisuuden ratkaisuissa.

guide_cfd_solutions_industry_cover_fi

Lue lisää

Menestystarina: Finex
Tutkimus: Tärkeintä on nyt välttää vilkkaita sisätiloja
Teollisuuden suunnittelupalvelut
Konenäkö on älykkään automaation väsymätön silmä
Prosessitekniikan testiympäristön automatisoinnissa "tee se itse" ei säästä aikaa eikä rahaa

Lassi Jääskeläinen

Lassi Jääskeläinen

Vastaan Pinjalla teollisuuden suunnittelupalveluiden myynnistä ja laadunhallinnasta. Projekipäällikkönä olen toiminut erilaisissa projekteissa yli 10 vuoden ajan ja ihmisten kanssa yhdessä tekeminen on minusta koko homman suola. Vapaa-ajallani harrastan golfia ja meillä on perheessä kolme koiraa, joiden kanssa liikumme aktiivisesti.