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PHOENICSを使用したワインとブドウ農園への物理的応用

Romain Guillaument
Celsius, 36 Rue Lucie Aubrac.
Bordeaux. 33300 France.

本文では、私達が行ったブドウ農園の微気候モデリング、ワイン醸造所内の熱対流、および卵形タンク内のワインの動きを示します。
私達は、流体の物理学が、熱や霜、植物にとっての限界、どうしたら散るかなどの分野で予測可能か否かを見極めるために研究しています。
計画を実施する時、私たちは、最初に三次元マップを作成する為に地形データを確定するところから始めます。私達は、すべての過去の既知の気候データも収集し、地形の起伏に従った卓越的な空気質量の変位を計算します。
ワイン醸造所について、使用状況(訪問者、日中の作業、空調など)に従って建築物のモデル化と並行して熱の環境を確認するため計算しました。これは、ワイン製造過程をマスターし、エネルギー支出を減らすことを可能にします。
現在までなぜワインを蓄えるために卵形タンクを選ばれているかついて、また、長円形のものを選ぶ方が良いか、より経験的な知識からアンフォラ壷を選ぶのが良いかの選択基準になります。
PHOENICSには、エネルギー方程式を解くため、いくつか方法が装備されています。問題を解決するために、私達はそれぞれの問題に応じてオブジェクトを挿入していきます(タンク、ワイン醸造所、地形、およびブドウ農園など)。
私達は、境界に”Wind”オブジェクト、材質を与えたブロックと、植生を考慮する”foliage”オブジェクトを使用しました。

以下の問題で成果を得ました:
・微気象
・ワイン醸造所
・タンク

展望

数値シミュレーションは、曲面を瞬時に修正し、タンク内で起こっている物質のメカニズムを理解するために使用できるモダンで柔軟なツールです。このツールは、ぶどうの木の成長のため、気候変化予期や殺虫剤の流れも評価できます。また、化学を伴う動力学、流動と流体の相互作用、流動と粒子の相互作用、水力学などの様々な現象を考慮できます。さらに、壜詰めや濾過などのプロセスを最適化するために使うことができるでしょう。

Case1  PHOENICSを使用した農園の微気象モデルシミュレーション


Fig1-a 温度分布
(午前6時、東北東風1m/s、外気温15℃、密集した植生を含む)




Fig1-b 温度分布
(午前6時、南風1m/s、外気温15℃、密集した植生を含む)



Fig1-c 温度分布
(午前6時、西北西風1m/s、外気温22℃、密集した植生を含む)


Case2  PHOENICSを使用したワイン醸造所内の温度空調シミュレーション


Fig2-a ワイン醸造所来訪者の影響
(外気23℃、醸造所内15℃、空調13℃)



Fig2-b 作業オフィスの影響
(外気20℃、醸造所内15℃、空調13℃)



Fig2-c 日中作業の影響
(外気23℃、醸造所内15℃、空調13℃)


Case3  PHOENICSを使用したワインアンフォラ壷内の対流シミュレーション


Fig3-a ワイン壺2平面の速度分布



Fig3-b ワイン壺X面速度ベクトル



Fig3-c ワイン壺内の流線分布

 
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