Simulace místo prototypů: rychlejší a levnější vývoj chladicích systémů díky superpočítačům

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989100%3A27740%2F25%3A10260165" target="_blank" >RIV/61989100:27740/25:10260165 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Simulace místo prototypů: rychlejší a levnější vývoj chladicích systémů díky superpočítačům

Popis výsledku v původním jazyce

Příspěvek „Simulace místo prototypů: rychlejší a levnější vývoj chladicích systémů díky superpočítačům“ ukazuje, jak využití numerických simulací na výkonných výpočetních systémech může výrazně zrychlit a zlevnit vývoj technických zařízení. Valvea s.r.o., firma specializující se na návrh chladicích systémů pro průmyslové aplikace, čelila výzvě optimalizovat chlazení přehřáté páry v potrubních systémech. Tradiční ladění konstrukcí vyžadovalo opakované testování prototypů, což bylo časově i finančně náročné a limitovalo rychlost inovací. Proto se společnost rozhodla zapojit odborníky z Národního superpočítačového centra IT4Innovations a Národního centra kompetence pro HPC, kteří navrhli metodiku numerického modelování složitých fyzikálních jevů zachycujících proudění páry, disperzi vodní mlhy a výpar v potrubí.Díky použití superpočítače bylo možné spustit výpočetně náročné simulace, které by v reálných experimentech trvaly týdny, během několika hodin. To umožnilo rychlé vyhodnocení designových variant, optimalizaci umístění trysek, predikci oblastí, kde dochází k odpařování vody, a minimalizaci rizik kondenzace a eroze potrubí. Výsledky simulací tak poskytly hlubší pochopení fyziky chlazení bez nutnosti vyrábět a testovat mnoho fyzických prototypů, což snížilo náklady a zrychlilo vývojní cyklus.Tento přístup demonstruje, jak mohou průmyslové podniky využít vysokovýkonné výpočetní technologie k inovacím v návrhu produktů: simulace nahrazují tradiční experimenty a poskytují rychlejší, levnější a flexibilní způsob ověřování návrhů ještě před výrobou prvního prototypu. Zároveň výsledky otevřely cestu k dalšímu rozvoji chladicích systémů a efektivnějšímu plánování technologických inovací.

Název v anglickém jazyce

Simulation in place of prototypes: faster and cheaper development of cooling systems using supercomputers

Popis výsledku anglicky

The article demonstrates how the use of numerical simulations on high-performance computing systems can substantially accelerate and reduce the cost of engineering design. Valvea s.r.o., a company specialized in designing cooling systems for industrial applications, faced the challenge of optimizing steam cooling in pipe systems. Traditional prototype-based testing was time-consuming and costly, limiting the pace of innovation. To overcome this, Valvea collaborated with experts from the IT4Innovations National Supercomputing Center and the National Competence Centre for HPC, who developed a methodology for numerical modelling of complex physical phenomena including steam flow, water mist dispersion, and evaporation within the pipes.By leveraging supercomputing power, computationally intensive simulations that would have taken weeks in real experiments could be completed in a matter of hours. This enabled rapid evaluation of design variants, optimization of nozzle placement, prediction of evaporation zones, and minimization of risks such as condensation and pipe erosion. The simulation results provided deep insights into the cooling physics without the need to build and test multiple physical prototypes, greatly lowering development costs and shortening the design cycle.This approach illustrates how industrial enterprises can harness high-performance computing technologies for product innovation: simulations replace traditional experiments and offer a faster, more cost-effective and flexible way to validate designs before constructing the first prototype. Additionally, the findings pave the way for further development of efficient cooling systems and informed planning of technological advancements.

Druh

O - Ostatní výsledky

CEP obor

—

OECD FORD obor

20300 - Mechanical engineering

Projekt

—

Návaznosti

V - Vyzkumna aktivita podporovana z jinych verejnych zdroju

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů