先月、オデイヨ太陽炉のファセットミラーの1枚が熱衝撃による致命的な亀裂で破壊されました。原因を解明するため、ヘリオスタットフィールドのデジタルツインが展開されました。3Dパイプラインは、RIEGLのLIDARデータとAnsys DiscoveryでのCFDシミュレーションを統合し、反射鏡表面の極端な熱点をマッピングすることに成功しました。目的は、太陽追跡システムがレシーバー外にエネルギーを集中させ、ガラスを過熱させたかどうかを判断することでした。
Ansys Discoveryにおけるスキャンと熱シミュレーションパイプライン 🔥
プロセスは、RIEGL VZ-2000iスキャナーによる高精度スキャンから始まりました。得られた点群は、放物面の正確な形状と各ファセットの向きを捉えました。このモデルはRhino 3Dにインポートされ、Ladybugプラグインを使用して実際の運用条件下での入射太陽放射量が計算されました。その後、メッシュはAnsys Discoveryに転送され、過渡熱伝達解析が実行されました。シミュレーションにより、破損したミラーの端部で、隣接するヘリオスタットからの反射光線の軌跡と一致する、150℃を超える急激な温度勾配が明らかになりました。このモデルは、故障の原因が追跡装置の位置ずれではなく、高温点に隣接する低温域を生み出した部分的な影であることを確認しました。
故障の可視化とデジタルツインの価値 🛠️
調査結果を伝えるため、温度場がTwinmotionにエクスポートされました。リアルタイムの可視化により、ミラー表面の熱流が色のグラデーションとして表示され、熱応力点が明らかになりました。このデジタルツインは、追跡システムの責任に関する論争を解決しただけでなく、予知保全ツールとしての有用性を実証しました。現在、このモデルは、将来の亀裂を防ぐためにあらゆる影のシナリオをシミュレートすることを可能にし、太陽エネルギー重要インフラにおける仮想レプリカの使用を検証しています。
オデイヨ太陽炉のファセットミラーにおける熱衝撃による亀裂の伝播を、デジタルツイン内でリアルタイムに挙動を予測するために、より正確にモデル化できる熱構造連成シミュレーション手法はどれでしょうか？
(追記: 私のデジタルツインは現在会議中で、私はここでモデリングをしています。つまり、技術的には私は同時に二箇所にいることになります。)