(57)【要約】【課題】短時間の計算で、タンクの入口側と出口側とにおけるガスの組成変化を正確に予測する。【解決手段】タンク内部の流れ場を定常ＣＦＤ解析によって計算し、定常ＣＦＤ解析によって計算された流れ場において複数の粒子がタンク入口からタンク出口まで到達するまでの軌跡を計算し、軌跡から各粒子のタンク入口からタンク出口までの到達時間を算出し、到達時間に基づいてタンクの入口側と出口側とにおけるガス組成の変化を予測する。【選択図】図１
2011159211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクの入口側と出口側とにおけるガス組成の変化を予測するガス組成変化予測手法であって、
タンク内部の流れ場を定常ＣＦＤ解析によって計算し、
前記定常ＣＦＤ解析によって計算された流れ場において複数の粒子がタンク入口からタンク出口まで到達するまでの軌跡を計算し、
前記軌跡から各粒子のタンク入口からタンク出口までの到達時間を算出し、
前記到達時間に基づいてタンクの入口側と出口側とにおけるガス組成の変化を予測する
ことを特徴とするガス組成変化予測手法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス組成変化予測手法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＮＧ等のガスの輸送系には、当該ガスを一時的に貯留するためのタンクが設置される場合がある。例えば、ＬＮＧを用いる発電プラントでは、発電機に供給されるＬＮＧの組成変動を抑制することを目的とした一時貯留タンクが、発電機の上流側に配置されている。
【０００３】
そして、従来から、上述のようなタンクの入口側と出口側とにおいて、上記ガスの組成がどのように変化するかの予測が行われている。
具体的には、一時貯留タンク内のガスの流れを非定常ＣＦＤ解析によって計算することによって、ガスの組成変化が予測されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１２５６０７号公報
【特許文献２】特開２００７−２７７３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、周知のように非定常ＣＦＤ解析は、その計算に、非常に長い時間を要するという欠点を有している。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、短時間の計算で、タンクの入口側と出口側とにおけるガスの組成変化を正確に予測することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための手段として、本発明は、タンクの入口側と出口側とにおけるガス組成の変化を予測するガス組成変化予測手法であって、タンク内部の流れ場を定常ＣＦＤ解析によって計算し、上記定常ＣＦＤ解析によって計算された流れ場において複数の粒子がタンク入口からタンク出口まで到達するまでの軌跡を計算し、上記軌跡から各粒子のタンク入口からタンク出口までの到達時間を算出し、上記到達時間に基づいてタンクの入口側と出口側とにおけるガス組成の変化を予測するという構成を採用する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、非定常ＣＦＤ解析を行うことなく、定常ＣＦＤ解析と粒子の軌道計算とによってガス組成の変化予測を行う。
したがって、短時間の計算で、タンクの入口側と出口側とにおけるガスの組成変化を正確に予測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態におけるガス組成変化予測手法を説明するためのフローチャートである。
【図２】本発明の一実施形態のガス組成変化予測手法による計算結果と、非定常ＣＦＤ解析による計算結果とを比較するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明に係るガス組成変化予測手法の一実施形態について説明する。
【００１１】
本実施形態におけるガス組成変化予測手法は、ガス輸送系の途中部位に設置されるタンクの入口側と出口側とにおけるガスの組成変化を予測するためのものであり、例えば、コンピュータやワークステーション等の計算機器によって行われる。
【００１２】
具体的は、計算機器は、定常ＣＦＤ解析部、粒子軌跡計算部、結果解析部等として機能する。
【００１３】
定常ＣＦＤ解析部は、モデル化されたタンク内部における流れ場を定常解析により計算するものである。
粒子軌跡計算部は、定常ＣＦＤ解析部によって計算された流れ場において入口に配置された粒子がどのような軌跡で出口に到達するかを計算するものであり、例えば移流方程式を解くことによって粒子の軌跡を計算する。
結果解析部は、粒子軌跡計算部において計算された粒子の軌跡から当該粒子の入口から出口までの到達時間を算出する。また、結果解析部は、複数の粒子に対して、到達時間を算出し、複数の計算結果に基づいてヒストグラムを形成する。そして、当該結果解析部は、当該ヒストグラムを解析結果として出力する。
【００１４】
次に、図１のフローチャートを参照しながら、本実施形態のガス組成変化予測手法について説明する。
【００１５】
まず、タンク内部の流れ場が定常ＣＦＤ解析によって計算される（ステップＳ１）。具体的には、定常ＣＦＤ解析部が、与えられた計算条件に基づいて定常ＣＦＤ解析を行うことにより流れ場を計算する。
【００１６】
次に、タンクの入口に複数（例えば１万個）の粒子が供給され、各粒子のタンク出口までの軌跡が計算される（ステップＳ２）。具体的には、粒子軌跡計算部が、ステップＳ１で計算されたタンク内部の流れ場に基づいて、各粒子のタンク内部における軌跡を計算する。
【００１７】
次に、ステップＳ２の算出結果である各粒子の軌跡をさらに解析する、結果解析が行われる（ステップＳ３）。この結果解析では、各粒子がタンクの入口から出口に到達する時間を計算し、この計算結果をヒストグラム化する。具体的には、結果解析部が、ステップＳ２で計算された軌跡から各粒子のタンク入口から出口までの到達時間を算出し、この算出した計算結果を到達時間に関連付けてヒストグラムとして出力する。
【００１８】
このようにして得られたヒストグラムは、タンクの出口側におけるガスの組成変化を示している。このため、本実施形態におけるガス組成変化予測手法は、上記ヒストグラム（当該ヒストグラムに関連付けられたデータを含む）を、ガス組成変化予測結果として算出する。
【００１９】
ステップＳ１〜Ｓ３において必要とされる計算量は、非定常ＣＦＤ解析による計算量と比較して極めて少ない。このため、本実施形態のガス組成変化予測手法によれば、短時間の計算で、タンクの入口側と出口側とにおけるガスの組成変化を予測することができる。具体的には、本実施形態のガス組成変化予測手法によれば、非定常ＣＦＤ解析と比較して、その計算時間を１００分の１程度に減らすことができる。
【００２０】
なお、図２は、本実施形態のガス組成変化予測手法による計算結果（今回手法）と、非定常ＣＦＤ解析による計算結果（従来手法）とを比較するためのグラフである。なお、図２において、本実施形態のガス組成変化予測手法による計算結果では、縦軸が粒子個数を示し、横軸が粒子の入口から出口までの到達時間を示している。また、図２において、非定常ＣＦＤ解析による計算結果では、縦軸が体積濃度変化率（本例ではＣＨ４の体積濃度変化率）を示し、横軸が計算経過時間を示している。
【００２１】
この図に示すように、本実施形態のガス組成変化予測手法による計算結果と、非定常ＣＦＤ解析による計算結果とは、非常に近いものとなっており、本実施形態のガス組成変化予測手法によっても、非定常ＣＦＤ解析と同様に、正確にガスの組成変化を予測することができる。
【符号の説明】
【００２２】
Ｓ１……定常ＣＦＤ解析工程、Ｓ２……粒子軌跡計算工程、Ｓ３……結果解析工程
【図１】
2011159211.tif 000003
【図２】
2011159211.tif 000004