Barracuda

使用Barracuda，我們客户就有了一個可靠的工程設計，我們的自信源自Barracuda的科學依據。

就像真正的梭魚，Barracuda軟件計算快速而功能強大。它是如此的獨特，以至於無法找到第二個類似的工程軟件!Barracuda在模擬複雜流體/顆粒/熱/化學反應現象方面功能強大；它的計算速度快，能夠在設計期限內得到一個有意義的準定常特性，允許你迅速地在不同設計之間做出權衡。

Barracuda的核心研究對象就是滲透到各個工業部門中的、具體化了的流態化技術，所謂“流態化”，從字面上看是可知是一種出形象化的命名，就是使“非流體”的固體顆粒物料達到像流體流動一樣的狀態工業。這樣做的目的是可以達到強化處理顆粒的目的，如：物料夾帶、換熱、混合、化學反應等等過程。農業生產中的揚穀（靠風或氣流使從糧食中去掉穀殼）、河流中除沙淘金等都可視為流態化技術的雛形。流態化技術在工業上的應用，首推1926年在德國工業化的煤氣化温克勒爐。 ^[1] 

Barracuda軟件與化工、石化、能源、冶金等工業領域對流化模擬的需求完全匹配，因為我們的軟件具有以下三大優勢，確立了它在化工、石化、能源、冶金工業領域流化裝置模擬中的領導地位。

⒈ 準確模擬顆粒流動的基本機理

在最基本的層面，Barracuda可以正確地獲得顆粒流動的機理。使用固定網格的歐拉方法模擬氣相和液相，這與傳統CFD方法一樣；而將顆粒狀固體用拉格朗日（無網格）方法模擬為大量離散體。Barracuda甚至可以捕獲由顆粒尺度分佈（PSD）引起的所有重要機理。用户也可以指定任意的顆粒尺度分佈，定義不限數量的組分，如煤和沙子。其它機理包括完全耦合的流體-顆粒曳力、真實的壁面衝擊和反射、涉及顆粒固體的化學反應、由於氣化而導致顆粒尺度縮小。

⒉ 經歷流化實驗數據的驗證

為了驗證我們軟件的精確性和準確性、捕獲大型實驗系統裏的複雜流化特性，Barracuda是顆粒固體研究公司（PSRI）的完全會員，可以分享PSRI的實驗數據。PSRI也是Barracuda的用户，它使用Barracuda設計實驗。我們利用公開文獻數據作了大量驗證性研究，我們的軟件也經歷了用户專有數據的驗證，我們確信Barracuda是最好的流化模擬工具。

⒊ 快速計算——突破數值計算的瓶頸

為了幫助工廠做出準確、高效的設計和工藝過程優化決策，對流化裝置的模擬必須具備以下四個條件：

⑴完全三維模擬；

⑵所模擬顆粒的尺度範圍寬、數量大。顆粒的最小尺度可達0.2 微米，最大尺度則取決於流體網格的大小。一般情況下，Barracuda模擬顆粒的尺度範圍在1微米～5毫米之間，模擬的顆粒數量可達到1016， 顆粒的總質量可達數百噸；

⑶計算速度必須滿足設計反覆迭代的需要，可以很快獲得有意義的準穩態特性；一般情況下，對於實驗室尺度的問題，計算可在數分鐘至數小時內完成，對於工業尺度的大規模問題，一般計算時間為數小時至數天；

⑷必須包含參數化和快速權衡不同設計的能力。確保可以得到最優化的設計。

Barracuda可以同時滿足上述四個條件，這得益於我們專有的數值技術——CPFD（計算顆粒流體力學）。CPFD數值方法已經由公司的創始人之一——Dale 博士在計算物理雜誌（Journal of Computational Physics）和其它行業認可的期刊上發表。

化學工業是屬於知識和資金密集型的行業。化工生產具有生產技術複雜、原材料綜合利用、生產過程要求嚴格的比例性和連續性、高耗能等特點。流化裝置是在化工生產過程中使用最廣泛的關鍵裝備。

大量的工程應用案例表明Barracuda 可以幫助我們理解這些裝置中的複雜三維瞬態流化現象，包括在大型深牀反應器（直徑大於10米）的催化化學反應。反應器類型包括：丙烯晴、二氧化鈦、聚乙烯。

石油化工是指化學工業中以石油或天然氣為原料生產化學品的領域，最重要的石化生產工藝之一就是流態化的催化和裂解。與循環流化牀相關的兩個核心部件——反應器和再生器都涉及到這一工藝。

循環流化牀燃燒器具有NOx排放低、燃料選擇靈活的優點，並且利用石灰石可以捕獲其中98%的硫，這得益它對爐內流化牀的利用。許多客户成功地應用Barracuda幫助理解複雜的爐子特性，如燃料-空氣駐留時間、固體循環、牀夾帶速率及局部沖蝕。同樣也可以優化循環流化牀裝置的大型旋流器，減輕迴路密封的倒置特性。

煤和其它生物燃料氣化所產生的合成氣體CO和H2可以用作燃料或者化工廠的原料，美國國防部國家能源技術實驗室應用Barracuda研究氣化爐的複雜氣-固流動現象，他們還用Barracuda模擬焦炭靜牀高度超過30m的大型深牀氣化爐。TRI公司將Barracuda用於生物熱-化學轉換設計，採用沙子作為傳熱媒介。

Barracuda化學反應產物的生成與固體顆粒消耗精確吻合，化學反應將引起顆粒尺度自動縮小，顆粒尺度減少會影響流化和洗選速率。

許多有價值的礦石必須在初採後進一步加工。這包括：二氧化鈦在油漆中被用作白色素，或提取戰略資源金屬——鈦；二氧化鋯用於核燃料棒的覆層。幾乎所有的礦石處理都涉及到各種氣-固和液-固流動過程。以下是與礦石處理有關的流體-顆粒耦合模擬的例子，Barracuda已經成功應用於這些領域。

Barracuda 可以用來幫助設計與礦石處理有關的設備和工藝過程。典型的應用包括：焙燒、乾燥、煅燒、氧化鐵減量、重力分離，以及各種供給和輸運管。

化學工業是屬於知識和資金密集型的行業。化工生產具有生產技術複雜、原材料綜合利用、生產過程要求嚴格的比例性和連續性、高耗能等特點。流化裝置是在化工生產過程中使用最廣泛的關鍵裝備。

大量的工程應用案例表明Barracuda 可以幫助我們理解這些裝置中的複雜三維瞬態流化現象，包括在大型深牀反應器（直徑大於10米）的催化化學反應。反應器類型包括：丙烯晴、二氧化鈦、聚乙烯。

Barracuda在國外現已被廣泛應用於化學、石油、冶金、電力、能源等工業部門的焙燒、乾燥、吸附、氣化、催化反應和催化裂化等過程中。在工業中常見的應用例如：火力電站採用的流化牀鍋爐、煉油工藝中的FCC反應器/再生裝置、無機化工和冶金工業中的焙燒\煅燒爐、鋼鐵\冶金行業、水泥製備、多晶硅製備等等方面。Barracuda自2010年由海基科技引入國內以來，受到了從事多相流模擬方面研究的高校和企業的極大關注。此前，大多數研究人員是使用Fluent為代表的通用CFD軟件進行顆粒流模擬，但是面臨顆粒信息不足、限制條件多、計算結果準確性差、計算速度和穩定性等瓶頸，Barracuda獨特的技術優勢正可以彌補傳統CFD軟件在顆粒多相流模擬方面的不足。 ^[1]