开源化工流程模拟软件分享 |
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前言 我们最常使用的流程模拟软件,主要有Aspen Plus、Aspen HYSYS、Pro II,其他的也有包括ChemCAD、gPROMS等等,但是这些都是商用的化工流程模拟软件,一般也都买不起。目前各个领域都有很多开源的软件被开发出来,比如说CFD流场模拟领域的OpenFOAM和FastCAE,那么有人可能会问了,化工流程模拟有没有开源的免费软件呢? 今天,我们就来介绍两款开源化工流程模拟软件:DWSIM和COCO DWSIM作为一个开源软件来说,DWSIM的功能是比较全的,基本满足了日常的需求。与下文要介绍的COCO相比,热力学模型更多更全,因为可以从第三方公开数据库导入物性数据,扩展了适用范围。单元操作版块的功能也比COCO更全。他的开发者是来自巴西Daniel Medeiros,有丰富的工程咨询经验。 DWSIM特性: 遵循CAPE-OPEN规范 支持多变量优化、敏感性分析 支持通过Python自定义单元操作。可以用来扩展成模拟动态过程。 支持从第三方来导入物性数据,下文提到了一些公开的物性数据库。 支持多核 CPU和GPU并行计算 (CUDA/OpenCL)。这对于模拟的流程体系庞大,或者要进行复杂的优化来说,是非常棒的功能。软件框架: 热力学模型: CoolProp, Peng-Robinson, Soave-Redlich-Kwong, Lee-Kesler, Lee-Kesler-Plöcker, UNIFAC, Modified UNIFAC (Dortmund), UNIQUAC, NRTL, Extended UNIQUAC, Chao-Seader, Grayson-Streed, Raoult’s Law, IAPWS-IF97 Steam Tables, IAPWS-08 Seawater, Black-Oil and Sour Water; 单元操作: 混合器,分流器,分离器,泵,压缩机,管道,阀门,膨胀器,换热器,孔板,反应器,塔器,固体分离器,过滤器等。 实用工具: 相图,水合物计算,压力安全阀计算,纯组分物性查询,临界点查询,容器计算等。 工具: 数据回归,自定义化合物等。 过程分析: 多变量有约束优化、敏感性分析。 可以加插件。软件官网:https://dwsim.fossee.in/ https://dwsim.org/ GitHub项目:https://github.com/DanWBR/dwsim 流程界面: 还支持动态模拟: 软件名称COCO是APE-OPEN to CAPE-OPEN的缩写,即遵循CAPE-OPEN规范的开源软件。COCO可以用于稳态过程模拟,支持常见的热力学模型,自带430种化工常见物质。开发者主要是荷兰、德国、英国的学者组成,有很强的化学、化工背景。开发者有Jasper van Baten(首席开发者,欧洲化工顶尖大学,荷兰代尔夫特理工博士),Richard Baur,Harry Kooijman,Ross Taylor,Frank Eckert,William M. Barrett Jr。 DWSIM特性: 轻量级,简洁 遵循CAPE-OPEN规范,可以被其他流程模拟软件调用软件框架: COCO由四个部分构成,即COFE,TEA,COUSCOUS,CORN。(作者取的名字很可爱lol) COFE(Flowsheet Environment),是图形用户界面模块,用来显示模拟的化工过程的流程图,基于序贯模块算法。 TEA(Thermodynamics for Engineering Applications),是热力学模块,算法来源于开发团队中两个成员的开源软件ChemSep(一款开源的柱分离模拟软件) ,涵盖430种常用的物质。 COUSCOUS(Unit-operations Simple package) ,是单元操作模块,含分离器、混合器、换热器、泵、反应器等模块。 CORN(Reaction Numerics package),自定义反应模块。用户可以自定义反应动力学,含一些基本的反应器,平推流、全混流等。此外还有一些可以添加的插件和模块,从而实现更多的功能,像水模块、微软电子表格输入模块。 同时还支持在COCO里面使用DWSIM!!! 软件官网:https://www.cocosimulator.org/ |
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