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Lynx CFD-ASM v2.0

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ABGC y LYNX Simulations lanzan el primer software en España de libre descarga para la simulación CFD de procesos en EDAR. Lynx CFD-ASM v2.0 es uno de los primeros resultados de la línea de investigación innovadora definida por la alianza ABGC-LYNX Simulations: desarrollo de software CFD aplicado a los distintos procesos que tienen lugar en una EDAR. Este primer software de la línea Lynx CFD abarca la simulación CFD del tratamiento secundario de una EDAR, concretamente del reactor biológico, incluyendo simulación fluidodinámica y biológica.
www.abgc.es

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Lynx CFD-ASM v2.0

  1. 1. Lynx CFD - ASM 1 LynxCFD consiste en una serie de aplicaciones gratuitas desarrolladas por LYNX Simulations a partir de librerías CFD de código abierto (OpenFOAM, BlueCFD). La finalidad de este software es mostrar y despertar el interés de las herramientas CFD al sector del tratamiento de aguas. Lynx CFD-ASM consiste en una serie de utilidades preparadas para la simulación fluidodinámica y biológica del reactor biológico de una EDAR. En primer lugar se resuelve la fluidodinámica (campos de velocidad, presión y turbulencia), mediante las ecuaciones de Navier-Stokes (promediadas por el método de Reynolds) y el modelo de turbulencia k-ε. El usuario deberá definir las condiciones de funcionamiento de la oxidación biológica: caudal de agua afluente, recirculación interna, recirculación externa y caudal purgado. Además, deberá especificarse la potencia del agitador localizado en la cámara anóxica del reactor. El programa proporciona los campos de velocidad (escalar y vectorial) en el reactor. Una vez que se tiene el campo de velocidades, éste podrá ser utilizado para resolver el transporte de componentes en el licor de mezcla, ya sean inertes o reactivos. En el caso de querer analizar el rendimiento fluidodinámico del reactor, el usuario deberá pulsar el botón RTD (distribución de tiempos de residencia). El programa simula el transporte de un trazador inerte en el agua (ensayo tipo pulso) para el tiempo especificado por el usuario. Como resultados, el programa proporciona la curva RTD del reactor (también llamada curva E) y su acumulada (curva F, definida como la integral de E). Aparte de las curvas en la salida del reactor, el programa proporciona los correspondientes campos E y F calculados durante la simulación. El usuario podrá analizar la evolución del trazador desplazando la barra de tiempos, pudiendo así detectar zonas muertas y/o zonas de paso rápido.
  2. 2. Lynx CFD - ASM 2 La simulación de los procesos biológicos en el reactor se realiza mediante el modelo ASM1. Una vez que se tiene el campo de velocidades, tras marcar la pestaña biológica, el usuario deberá especificar los parámetros de la aireación (nº de filas, difusores por fila, caudal de aire por difusor y diámetro medio de la burbuja), que servirán para calcular el campo KLa en el reactor. Además, el usuario deberá introducir las concentraciones de los distintos componentes ASM1 en el afluente y los valores de las constantes ASM1 (por defecto están los standard a 20ºC). El programa calcula las concentraciones ASM1 a la entrada del reactor en base a las concentraciones obtenidas en el efluente del reactor y los caudales especificados en la simulación fluidodinámica. El programa toma el rendimiento del decantador, definido como la fracción de sólidos sedimentables entre sólidos totales, 𝜂dec=0.995. Como resultado, se proporciona la curva de evolución temporal de las concentraciones en el efluente, así como las concentraciones en las distintas localizaciones del reactor para los distintos intervalos de tiempo (observables tras mover la barra de tiempos). Una vez que se tienen los resultados de la simulación, mediante el botón guardar imagen, el programa exporta tanto el contorno del campo seleccionado como la gráfica de valores en salida a formato de imagen png. Aunque el programa permite al usuario la especificación de los distintos parámetros de funcionamiento del reactor (caudales, potencia del agitador, difusores, concentraciones del influente…), en esta versión del programa (v2.0), aún no se permite la modificación de la geometría del reactor. El programa permite elegir entre tres geometrías diferentes para la simulación CFD. Una vez seleccionada la geometría (Reactor Tipo), al pulsar el botón Ver Geometría, la descripción del reactor, así como una visión 3D del mismo es mostrada.
  3. 3. Lynx CFD - ASM 3 Las simulaciones se realizan bajo la hipótesis de flujo 2D, ya que el objetivo de esta versión 2.0 es mostrar e introducir las capacidades CFD. El coste computacional de la simulación depende en gran parte del número de elementos de la malla, una geometría más compleja requeriría un mayor coste computacional y no permitiría la ejecución de este software en la mayoría de computadoras. El objetivo de LYNX Simulations es seguir trabajando en el software, ir ampliando y mejorando sus capacidades para poder permitir al usuario un mayor control del problema, incluyendo la manipulación de la geometría del problema. En caso de encontrar algún error, proponer alguna sugerencia, o simplemente querer transmitir comentarios a los desarrolladores del programa, por favor escriba a info@lynxsimulations.com.

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