模拟如何帮助清洁和管理水

另一种对水进行消毒的方法是氯化。一个城市在优化城市饮用水处理以满足美国环境保护署(EPA)关于微生物灭活的规定时，使用Ansys CFD模拟解决方案帮助节省了数十万美元的建设和测试成本。在开始施工或改造前评估最佳挡板配置时，他们能够减少氯消毒剂的使用和相关副产品，同时节省成本并减少服务中断。

同样的,Ansys流利CFD仿真软件采用Ansys SpaceClaim3D计算机辅助设计(CAD)软件，通过深入了解罐式混合器如何影响水氧化，开发有效的水净化混合罐。结果是每个设计迭代的周转速度更快，从而节省了成本。

模拟如何帮助污水返回供水系统

水流入下水道后——无论是通过家庭、商业还是工业用途——我们中的许多人都忘记了它。然而，这些水在被放回环境之前还有很长的路要走。它被收集并送到污水处理厂，在那里通过化学和机械过程进行清洁，然后排放。本文还对城市水循环的这一阶段进行了模拟。

污水处理(WWT)受到严格的政府标准的严格监管，是可持续发展过程的必要条件。事实上，行业领导者将可持续发展视为一种社会责任，防止污染并将水作为我们最宝贵的资源之一进行再利用。这种环保举措的目标是利用最少的能源，最大限度地提高吞吐率，尽可能有效地提取废物。

模拟已用于模拟许多水澄清过程，使设计人员能够适应更严格的出水质量限制并提高吞吐量。例如，工程师使用Ansys CFD解决方案来提供帮助优化水处理通过模拟一种新的溶解空气浮选(DAF)模型，在该模型中，注入的气泡被用来将水中的固体输送到表面，在那里它们可以被去除。此外，Ansys模拟用于可视化和预测沉淀物如何在储罐底部沉积，以最大限度地提高其效率。

Ansys流体动力学仿真也被用于帮助设计和操作化学处理厂的污水处理系统。这代表着传统上依赖于在新工厂复制过去设计的行业向前迈出了一大步。一个例子集中在污水处理操作的关键步骤，其中筛选和过滤的液体废物在一个大型曝气池中进行处理-基本上是一个大型水箱，带有用于接收原材料的入口和用于排放处理后的废水的出口。盆内自然适应的细菌将有机化合物分解成安全材料。在其中一个池的底部，带有小喷射喷嘴的长管喷出气泡，将氧气转移到污泥中，加速废物的分解。另一个池中的分解过程由浮动曝气器的搅拌作用辅助，其叶轮将废液连同氧泡一起向下推向池底，以阻止沉淀，并促进细菌作用在整个混合物中更均匀地分布。

几个变量——包括气液流动、湍流、溶解氧和生化反应动力学——被组合成一个由代表整个污泥盆地的1000万个计算单元组成的大域模型。随后将盆地溶解氧测量结果与流体动力学计算结果进行比较，结果显示出良好的相关性，从而验证了该方法的准确性。这一验证使工程师有信心在大范围的模拟中使用该模型，从而为优化污泥池性能的设计变更提供见解。使用CFD模型，工程师可以改变几个关键参数，快速研究各种可选配置，从而达到最有效的设计，以满足性能标准。许多模拟使用Fluent来创建等值面，这些等值面定义了不同氧含量或液体速度区域的边界。这样的展示有助于理解经历多种行为的复杂系统的特征。

模拟如何帮助管理水

虽然淡水只占地球总供水量的很小一部分，但它仍然是一件好事。Ansys模拟用于表示复杂的流体-结构-土壤相互作用，以帮助进行环境风险评估以防止洪水，并通过优化雨水系统、溢洪道、涵洞和水坝来改善水管理。

雨水中的沉积物径流会污染河流、湖泊和河口。一个客户使用Ansys仿真，通过模拟新设计，节省了数周的设计时间，并将物理原型的成本降低了80%以上。其他客户使用Fluent模拟来改善流域内部水动力学，以减轻降雨径流中的污染物，并模拟植被雨水池中的水流和湍流，以提高其处理能力。

Ansys CFD模拟甚至被用于评估对鱼类通道安全的水条件，使鲑鱼和钢头鳟鱼等鱼类能够通过水坝迁移。发电厂还使用Ansys模拟来评估将热电厂和核电站的冷却水排放到附近的水库、河流和湖泊对环境的影响。

当涉及到水管理时，结构方面的考虑往往也需要考虑。例如,Ansys机械和Ansys LS-DYNA采用CFD模拟方法对影响大坝动力响应的因素进行了评价，如地基土、水库各方面以及水库底部沉积物等。另一个Ansys客户使用模拟驱动的设计流程，通过优化水文建模和供水规划，同时评估修复性能措施，提高了溢洪道和涵洞的性能等级。

正如你所看到的，我们使用的水是一次又一次地重复使用，所以在使用的各个方面优化处理和管理过程是至关重要的。Ansys很自豪能够帮助我们的客户使用模拟来改善他们节约、处理和管理水资源的方式。

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