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万博ANSYS的博客

2021年2月23日

利用Ansys Fluent赢得COVID之战万博

著名的研究员伯特Blocken博士,最近被认可Engineering.com与其他先锋人物一起,如埃隆·马斯克和Ansys首席执行官Ajei Gopal,因为他在计算流体动力学、壁函数开发万博和基本流动现象分析方面的开创性学术研究活动。

布洛克肯是荷兰埃因霍温理工大学和比利时鲁汶大学的土木工程教授。10多年来,他一直依赖Ansys仿真解决方案,特别是万博万博Ansys流利,以解决传统实验研究方法无法解决的高度复杂的工程挑战。Blocken的研究跨越了许多领域,包括建筑环境,以尽量减少热浪或污染的影响,以及运动,他使用Fluent模拟结果来帮助环法自行车队制定新的策略来缩短他们的比赛时间,赢得冠军。

研究表明,健身房的顾客可以在封闭的空间里更安全地锻炼,这些空间通过通风和先进的空气净化系统得到充分的清洁。

Blocken还在抗击新冠病毒的过程中使用了Fluent,证明在户外锻炼时,标准的社交距离指南是不够的。通过他之前在Ansys '万博持续抗击COVID他报告说,需要更多的空间来避免来自附近跑步者和骑自行车者的潜在有害飞沫。

为了支持Blocken的项目,埃因霍温理工大学(Eindhoven University of Technology)获得了微软健康人工智能格兰特为他的小组将要进行的模拟实验提供动力。这项拨款是由COVID-19高性能计算联盟,汇集全球技术领导者,提供高性能计算资源,以支持COVID-19研究。Blocken的团队将使用这些积分来模拟他们的CFD模型万博Ansys云,是Ansys技术通向Azure计算能力的门户。万博

“使用Ansy万博s技术确实帮助我在学术工作中突破了界限。我认为这就是为什么我与Ansys的合作关系持续了这么长时间,而且实际上每年都在加强的原因。”万博“与他们合作是一个持续成功的故事,我为这种伙伴关系感到非常自豪。”

最近,荷兰政府机构Topteam Sports和Sportinnovator招募了Blocken,帮助市民在疫情爆发后重返健身中心,恢复一些正常的感觉。利用Fluent,他的研究结果表明,健身房的顾客如何在封闭的空间内更安全地锻炼,这些空间通过结合通风和先进的空气净化系统得到了充分的清洁。此后,他利用这项研究解决了一个更大的问题:重新开放足球场,并最大限度地提高观众的容量,即使在疫情期间也是如此。

开设健身中心

在世界各地,疫情迫使许多健身中心关闭。的原因吗?当人们进行体育锻炼时,他们会产生更多的唾液滴,将气溶胶颗粒送入空气中。这就是问题所在。当人们聚集在通风不佳的房间里时,颗粒会继续积聚,浓度很高,房间里的每个人都可能被感染。

伯特·布洛肯教授利用模拟技术追踪了健身中心密闭空间内气溶胶颗粒的数量。


利用Ansy万博s Fluent, Blocken证明了现有的通风系统通常无法有效地从空气中去除这些气溶胶颗粒。在健身中心尤其如此,人们在那里进行认真的运动,用力呼气,产生很多颗粒物,同时也会吸入别人呼出的很多颗粒物。

健身房老板如何解决这个问题?他们可以安装一个新的通风系统,但那将非常昂贵。他们可以让门窗一直开着,但在冬天,他们会有很高的能源账单,因为他们仍然需要提供热量。

荷兰政府聘请Blocken来解决这个具有挑战性的问题,他使用Fluent来跟踪健身中心密闭空间内的气溶胶颗粒数量,并研究如何使用先进的空气净化设备来吸收气溶胶颗粒,从而潜在地消除传染。

荷兰的Topteam Sports受卫生、福利和体育部的委托,委托Blocken和他的团队研究室内健身中心的气溶胶减少。

布洛克利用他数千小时的既往COVID模拟研究在那里,他使用Fluent分析了人体周围的气流和气流中的液滴分散。

“模拟将不可见的冠状病毒变为可见,为建筑师、建筑设计师和暖通空调系统工程师提供了对建筑物内部发生的情况的宝贵见解,并证明了他们的设备如何处理或不处理有害颗粒浓度。通过使敌人可见,更容易攻击和消灭它,”布洛克说。“我认为我们应该庆幸20年前没有发生这种大流行,否则我们就不会有像Fluent这样强大的模拟软件和所需的模拟硬件来正确应对它并帮助拯救生命。”

Blocken还在使用Fluent测试这些机器的升级版本在大型体育场馆的适用性,这可能有助于很快为确保大型体育赛事的公共安全铺平道路。

让球迷回到看台上

体育迷们兴奋地回到体育场,看到他们最喜欢的球队再次比赛。在一个由荷兰卫生部共同资助的大型公私合作项目中,Blocken正在利用Johan Cruyff Arena(荷兰最大的体育场,拥有超过55000个座位,也是阿贾克斯足球俱乐部的主场)来模拟欢呼的人群如何在空气中传播气溶胶。



天气条件对气溶胶的传播有着巨大的影响,因此Blocken使用Fluent模拟了多种天气条件,以预测气溶胶颗粒浓度,并确定比赛日体育场的容量指导方针。

利用Blocken的Fluent研究结果,结合病毒学家的意见,体育场所有者将选择可以降低浓度的解决方案,包括打开某些体育场大门以加强通风,或者在极端情况下,安装空气净化系统以消除观众看台和体育场大厅内的气溶胶。

布洛克用于健身中心模型的空气净化技术正在荷兰的约翰克鲁伊夫竞技场进行测试,以使体育场馆更安全。

有了这些数据,体育场管理部门可以自信地决定是否满负荷开放,限制特定数量的球迷,或者推迟比赛,直到天气好转。

“我们需要Fluent来帮助社会为这种病毒的下一波潜在浪潮做好准备,同时也为未来的大流行做好准备,因为这可能不是我们一生中经历的最后一次,”Blocken说。“下次类似的事情发生时,经济需要做好准备,我们不应该再关闭健身中心了。或者其他任何事情。”

如果世界继续加快在建模和模拟方面的投资,下一次大流行的影响在死亡人数和对全球经济的影响方面可能会降到最低。

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