概要
管路系流体過渡解析ソフトウェア Advance/FrontNet/Γ でできること（5つの特長）
- 流体の管路に沿った1方向の流れの過渡解析を行うことができます。
- 流体と熱のやり取りをする構造物中の熱伝導解析を行うことができます。
- バルブと流体の連成計算を行うことができます。
- PID制御などの制御モデルとバルブ開度の連成を行うことができます。
- 配管や機器の接続関係を任意に取り扱うことができます。専用GUIを用いることにより、計算設定をよりスムーズに、視覚的直観的に行うことができます。
対象となる主なプラント、設備
①エネルギー・インフラ：
都市ガス管路網（高圧〜低圧）、LNG/LPG基地・貯蔵施設、火力発電所、高炉関連設備、燃料ガス供給ライン、熱量調整設備、ガスホルダー、放散塔（フレアスタック）
②原子力・発電プラント：
原子炉設備換気系、高温ガス炉冷却システム、原子力設備冷却系、火力発電所高圧蒸気・ガスライン
③産業機械・宇宙・その他：
大型空気圧縮設備、高圧窒素ライン、液体ロケットエンジン系、半導体製造設備、消火設備、トンネル内列車突入
対象となる解析目的
①プラント管路系の「安全解析」と「異常時挙動の予測」
②熱輸送と構造物熱伝導を伴う「過渡熱流動シミュレーション」
③ガス組成変化を伴う「熱量・濃度拡散の追従解析」
④噴出・臨界流解析
⑤制御系連成シミュレーション
実績一覧
都市ガス関連
- 都市ガス低圧管路網地震時の供給停止に伴う圧力振動過渡解析
- 都市ガス低圧管路網漏洩時の過渡解析
- 導管網パージ解析
- 都市ガス中圧導管網のブロック化時の過渡解析
- 中圧導管網ミキシングタンク設置検討解析
- 都市ガス高圧導管網の消費量の変動に伴う過渡解析、制御バルブのPID検討解析
- LNG&LPGガス混合システムの熱量制御性解析、異常時熱量変動解析
- 差し水配管系蒸発量解析
- LNG配管溶解窒素挙動解析
- 都市ガス高圧導管網定常解析および24時間過渡変動解析
- 熱量調整設備受け入れNG変動時の制御性追従解析
- LNG配管溶解窒素挙動解析
- 高圧導管網リミティングバルブPID値検討シミュレーション
- 都市ガス管路網真空ポンプ使用時の過渡解析
- Advance/FrontNet/Γ熱量料金およびラインパック料金計算機能の導入
- ガス新設工事時のガス導管内の圧力解析
- ガス導管内の空気の拡散およびパージ解析
発電・エネルギー
- シールガス供給配管の圧力応答解析
- 空気系配管バルブ遮断時の圧力応答試験解析
- LPG混合装置シミュレーション
- ブロワトリップモデルの開発
- 火力発電所バルブ開放時の圧力波解析
- 火力発電所PID値検討解析
- 燃料電池システムの圧力分布解析
- 排熱回収ボイラ蒸気制御応答解析
- Advance/FrontNet/Γガスホルダーモデルの導入および発電所トリップ解析
- LNG基地から減圧ステーションまでの熱量変化解析
- 高炉ガス系統のケーススタディ、高炉ガス系統のガスホルダー圧力シミュレーション
- 託送設備熱量変動シミュレーション
- 火力発電所燃料ガス熱量変動解析業務
原子力関連
- 高温ガス原子炉全炉心の燃料温度および冷却材流量分配解析
- 核融合炉液体リチウムターゲット施設管路網熱交換器機能喪失時の温度挙動解析
- Advance/FrontNet/Γの水ー蒸気系へのカスタマイズおよびブローダウン解析
- 液体鉛ビスマスターゲットに関する過渡応答解析
宇宙関連
- 極低温流体パイプライン予冷解析
- 液体燃料エンジンシステム定常解析
交通
- 高速列車のトンネル突入・退出時の圧力波解析
- 移動ポーラスからの排熱機能開発および設定のためのGUI改良
連成解析
- 株式会社 オメガシミュレーション製ソフトウェアVisual ModelerとAdvance/FrontNet/Γの連成によるLNG基地解析、高中圧導管網解析、オペレータ向け訓練シミュレータの開発
- 原子炉施設火災試験解析(火災解析シミュレータAdvance/EVE SAYFA&FDSとの連成)
- 液体燃料エンジンシステム再生冷却部配管閉塞時の過渡解析（3次元熱伝導解析・3次元構造亀裂進展解析シミュレータとの連成解析）
その他
- 超高圧タンクの窒素放出時の管路系圧力応答および臨界流解析
解析事例
- 解析事例目次
| カテゴリ | 通し番号 | 解析事例タイトル | 関連リンク |
| 圧力損失 | 1-1 | 圧送設備の空気の解析：摩擦損失のベンチマーク | なし |
| 圧力損失 | 1-2 | ガス管網定常解析：管網解析のベンチマーク | なし |
| 圧力波伝播 | 2-1 | 衝撃波管問題（Riemann問題）：過渡解析と1次風上差分のベンチマーク | アドバンスシミュレーションVol.24(2017) 管路系セミナー2019 |
| 圧力波伝播 | 2-2 | バルブ遮断時の圧力波伝播解析：実測値との比較 | アドバンスシミュレーションVol.24(2017) 管路系セミナー2017 管路系セミナー2019 |
| パージ、充填、タンク | 3-1 | ガスパージ解析の実測値との比較 | アドバンスシミュレーションVol.24(2017) 管路系セミナー2019 |
| パージ、充填、タンク | 3-2 | 圧縮空気の充填 | 管路系セミナー2019 |
| パージ、充填、タンク | 3-3 | 超高圧と超低圧が混在する管路系流体解析 | 管路系セミナー2025 |
| パージ、充填、タンク | 3-4 | 超臨界水素の充填解析（水素ステーション） | アドバンスシミュレーションVol.7(2011) |
| パージ、充填、タンク | 3-5 | 不活性ガス消火設備の解析 | 管路系セミナー2022 |
| 機器トリップ | 4-1 | 液体管路系過渡解析 | アドバンスシミュレーションVol.24(2017) 管路系セミナー2017 |
| 機器トリップ | 4-2 | コークス炉におけるブロワトリップ時のガスホルダー影響検討 | 管路系セミナー2018 |
| パッシブスカラー、トレーサー | 5-1 | 高圧導管網過渡解析 | 管路系セミナー2017 |
| パッシブスカラー、トレーサー | 5-2 | パッシブスカラーによる爆発時のPu燃料輸送解析 | アドバンスシミュレーションVol.24(2017) 管路系セミナー2017 |
| 熱交換器 | 6-1 | 水冷ヒートシンク解析 | なし |
| 移動ポーラス | 7-1 | 移動ポーラスモデルを使ったトンネル突入時の圧力波解析 | アドバンスシミュレーションVol.28(2020) |
| 熱量変化 | 8-1 | 熱量変動解析（実機比較） | なし |
| 熱量変化 | 8-2 | 都市ガス-水素混合解析 | なし |
| 制御弁 | 9-1 | 圧力制御弁PID応答解析 | 管路系セミナー2019 |
| 制御弁 | 9-2 | 熱量調整系の熱量制御弁応答解析 | 管路系セミナー2019 |
| 制御弁 | 9-3 | 水-過熱蒸気系の温度制御弁応答解析 | 管路系セミナー2019 |
| 水―空気系 水―水蒸気系 | 10-1 | 水-空気置換管路系流体解析 | なし |
| 水―空気系 水―水蒸気系 | 10-2 | 蒸気ブローダウン解析 | アドバンスシミュレーションVol.30(2023) 管路系セミナー2022 |
カスタマイズ、受託解析・開発
FrontNetシリーズは、単にソフトウェアの提供だけではなく、お客さまのニーズに合わせたカスタマイズや、新たな流体機器の作成なども行っております。また、製品開発に伴い蓄積された技術的なノウハウを生かして、お客さまの自前のプログラムのカスタマイズ等も行っております。お気軽にお問い合わせください。
機能一覧
表1 Advance/FrontNet/Γのソルバー機能概要
| 項目 | 詳細 | |
| 流体の基礎方程式 | 圧縮性を考慮した、連続方程式、運動量保存式、エネルギー輸送式、流体成分の移流拡散方程式 | |
| 流体の状態方程式 | ・数値テーブルによる実流体物性 ・単成分の理想気体 ・混合成分の理想気体 | |
| 流体の格子スキーム | スタガード格子 | |
| 流体の時間発展スキーム | 陽解法 | Euler 予測子修正子法 |
| 陰解法 | 半陰解法1（弱圧縮性） | |
| 陰解法 | 半陰解法2（強圧縮性） | |
| 陰解法 | 準陰解法1（弱圧縮性） | |
| 陰解法 | 準陰解法2（強圧縮性） | |
| 流体の対流項のスキーム | 1次精度風上差分、TVD制限関数（minmod, superbee） | |
| 固体構造物の基礎方程式 | 1次元非定常熱伝導方程式 | |
| 物理モデル | 管摩擦損失モデル | |
| 臨界流モデル | ||
| 対流熱伝達モデル | ||
| 輻射熱伝達モデル | ||
| パッシブスカラーモデル | ||
| 初期状態 | 入力 | |
| 入力 | 形状情報、接続情報、モデルパラメータ、計算パラメータ | |
| 出力 | 各機器、配管の物理量の時系列データ | |
| 流体機器 | 配管 | 直管（勾配を考慮） |
| 弁 | 開度変化を入力で与える（ONOFF弁） | |
| 弁 | 圧力制御弁（1次遅れとPIDを考慮） | |
| 送風機 | 流量に応じて昇圧 | |
| タービン | 流量に応じて減圧、エネルギー降下の考慮 | |
| 熱交換器 | 流路と固体構造物の熱伝達および固体構造物内の熱伝導を考慮 | |
表2 Advance/FrontNet/ΓのGUI機能概要
| 項目 | 詳細 |
| 役割 | 管路系の構築から計算実行、可視化までの一連の作業の支援ツール |
| 入力支援機能 | 管路接続関係構築機能 [1] 流路と流路：接続、分岐、合流、ループ、流体機器の接続関係 [2] 流路と固体構造物：熱伝達の接続関係 [3] 固体構造物と固体構造物：輻射の接続関係 |
| 設定誘導画面による入力補助機能 | |
| 単位変換機能 | |
| デフォルト値、ユーザー変更値色分け表示機能 | |
| 設定不要項目のグレーアウトまたは非表示機能 | |
| 適用範囲外の数値等のエラー表示機能 | |
| ソルバー入力ファイルのエクスポート機能 | |
| 出力可視化機能 | 指定位置の時系列グラフ可視化機能（複数グラフ表示、一覧表示） |
| コンター表示（VTK形式でのエクスポート機能） |
表3 Advance/FrontNet/Γの入力項目
| 項目 | 詳細 | 入力項目 |
| 計算 | 時間発展スキームの選択 | 陽解法、陰解法（半陰解法1、半陰解法2、準陰解法1、準陰解法2） |
| 計算時間 | 計算時間、Courant数(音速基準/流速基準)、ナルトランジエント時間 | |
| 差分スキーム | 1次風上、minmod、superbee | |
| メッシュの設定 | 基本メッシュ長さを設定するか、各配管のメッシュ分割数を指定する | |
| 管摩擦モデルの設定 | Churchillモデルまたは入力値指定 | |
| 時系列情報の出力 | 配管の上流から何mの位置か 何ステップに1回出力するか | |
| 初期値の設定 | 圧力、温度、流量 | |
| 流体物性 | 理想気体単成分ガスを仮定する場合 | 20種類のデータベースから選択または分子量、比熱比、粘性、熱伝導率などをユーザーが入力する |
| 理想気体混合成分ガスを仮定する場合 | 混合する可能性がある単成分理想気体ガスを選択する | |
| 実流体物性を使用する場合 | 水素、酸素、空気、都市ガスなどの流体を指定 (22種類のデータベースから選択) | |
| 配管 | 直管 | 配管長、配管径、粗度(Churchillモデル指定の場合) |
| 境界条件 | ・圧力 または流量 ・温度 ・流体のモル分率 ・パッシブスカラー値 | 固定値または時系列情報を入力 |
| 接続 | 接続、分岐、合流 | 抵抗係数、直径 |
| 抵抗部 | ベンドやオリフィス等の局所抵抗 | 抵抗係数 |
| バルブ | 開度とCv値の関係、開度、遮断速度 | |
| 制御系 | 1次遅れ、PID、設定圧力（SV値） | |
| 熱構造体 | 1次元熱伝導（円筒、平板） | 構造体の厚み、材料物性、発熱密度 |
| 物理モデル | 拡散モデル | 分子拡散係数（Chapman-Enskogモデルまたは入力値） 流れ場の拡散係数のパラメータ |
| パッシブスカラー | 分子量、密度、粘性、最大値、最小値 |
動作環境
表4 Advance/FrontNet/Γの動作環境
| 項目 | 詳細 |
| PC性能: CPUクロック数 | 2.3GHz以上推奨 |
| PC性能: メモリ | 8GB以上推奨 (目安)１万メッシュ：メモリ2GB以上, １0万メッシュ：メモリ5GB以上 |
| PC性能:ディスク空き容量 | 2GB以上推奨 (目安)通常のモデル：200MB程度, (目安)タイムステップ小でかつ、出力頻度が多い場合：5GB程度 |
| モニター | XGA(1024x768)以上。 (大規模な管路系を解析対象とする場合はデュアルモニター推奨。) |
| OS、プラットフォーム | Windows 11/10( 64bit) ※ Windows 10での動作は確認しておりますが、OS自体のサポート終了に伴い、 弊社での動作保証およびカスタマーサポートの対象外とさせていただきます。 |
| 必須ソフトウェア | ①Microsoft Windows Desktop Runtime-6.0.26(x64) （インターネットからダウンロード、または提供） |
プリポスト
動画紹介
バルブ急閉時の圧力波伝播解析
水冷ヒートシンクの伝熱解析
計算設定から実行、結果確認までのデモンストレーション
評価版お申し込み
評価版をご用意しております。興味のある方はお問い合わせください。
評価版をご用意しております。興味のある方はお問い合わせください。
ご利用にあたって
| 試用期間 | ライセンスファイル取得から1か月です。 |
| 使い方に関するお問い合わせ サポート | メールのみの対応とさせていただきます。 |
| 理論説明書 | 製品版のみの対応となっております。 |
| 評価レポート提出のお願い | 貴重なご意見を今後のよりよいソフトウェアを開発するための参考とさせていただきます。 |
| 免責事項 | 本ソフトウェアを利用して発生したいかなる損害に関してアドバンスソフト株式会社は一切の責任を負いません。ご了承ください。 |
| 注意事項 | 評価版はソフトウェアの機能と使い勝手をお試しいただくためのものです。本ソフトウェアをお客さまの業務にご利用いただくことはできません。 |
更新履歴
| 更新日付 | バージョン | 更新情報 |
| 2024年9月 | 4.0.0244.45f | GUIのリニューアル（Visioが不要となりました） |
| 2020年2月 | 3.0.0243.36 | ガスホルダーの追加 |
| 2019年11月 | 3.0.0243.35 | ポーラスモデルの追加 |
| 2018年9月 | 3.0.0243 | ラインチャートの追加 |
| 2017年9月 | 3.0 | 陰解法の導入、パッシブスカラーの導入 |
| 2016年11月 | 2.3 | 64bit対応、理想気体DBの充実とCpの温度多項式の導入 |
| 2015年3月 | 2.1 | TVDリミタの導入、拡散項の追加 |
| 2013年10月 | 2.0 | 制御弁の導入 |
| 2012年2月 | 1.4 | 追加（ソルバー）：多成分ガス解析機能の追加 |
| 2009年6月 | 1.00 | 新規（GUI）：正式版リリース（配管、バルブ対応） |
| 2009年3月 | 1.00β10 | 新規（GUI）：βリリース（配管、バルブ対応） |
| 2009年2月 | 1.00β8 | 追加（ソルバー）：熱伝導ボリューム対応 |
| 2008年10月 | 1.00β6 | 修正（ソルバー）：配管ボリュームの径の変化を考慮する場合の運動量保存式の修正 |
| 2007年12月 | 1.00β5 | 追加（ソルバー）：バルブの追加 追加（ソルバー）：臨界流モデルの追加 |
| 2007年4月 | 1.00β3 | 新規（ソルバー）：リリース（ソルバーのみ） |