张麟博士：中源广科CLABSO暖通工程CFD软件的国产化之路

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作者优秀: 优秀教师/意见领袖/博士学历/特邀专家/独家讲师
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导语：中源广科由南京大学应用数学博士创办于2016年，公司聚焦半导体行业，依托全球顶尖的CFD空气计算技术和经验，为客户提供气流组织整体解决方案，服务范围涵盖无尘车间、半导体生产线全过程颗粒物环境保障方案；帮助客户打造高洁净度的生产环境，优化气流组织结构，提升产品良率，降低系统能耗，以实现最高的生产效率。

早在2015年初，张麟博士就组建CLABSO研发团队，基于自身的数学背景和工程应用实践经验，立足打造中国人自己的CFD仿真软件，实现真正的国产自主。于2017年完成汽车(轿车)外流场与空调方面气流分析专业软件（CLABSO_CAR）的开发，同年6月开始转向洁净工程开发空气动力学CFD软件（CLABSO_CleanRoom），从此以农村包围城市，进入细分市场，以洁净工程开始逐渐深入暖通领域。聚焦暖通空调系统，专业打造国产自主的暖通工程设计空气动力学仿真软件--CLABSO,致力于基于CFD仿真技术服务于污染控制与洁净工程等气流控制领域（HVAC）的产品研发、生产环境优化与监控，生产工艺的优化与监控，为涉及流体相关内容提供系统级的虚拟计算与优化分析解决方案，以及提供数值仿真工具。

目前CLABSO软件已更新至 2.1.1 版 ，已实现气流组织评估、优化与专业组件的重构，源代码级多物理场重构。12月8日周五，仿真秀2023国产工业软件专题月第五期技术讲座将邀请中源广科创始人CEO张麟博士做《气流组织模拟软件CLABSO在微污染控制中的应用》线上报告。详情见后文，欢迎报名和分享。

一、认识CLABSO

CLABSO是一款专业面向工程师、设计师和建筑师应用于暖通（HVAC）领域的研发辅助CFD仿真软件。基于工程设计模型/数据，借助计算机虚拟仿真计算，可精确地模拟空间空气流动、传/散热和污染等物理现象，准确地分析通风系统的空气流动、空气质量、传/散热、污染和舒适度等问题，可以替代成本昂贵的风洞实验来验证设计和改进设计，目前是国内第一家专业针对暖通设计的CFD仿真软件。

该软件先后获2023江苏省工业软件优秀产品；2022年获批《国家试点示范项目》；2021年由国家工信部认定《工业互联网APP优秀解决方案》；国家工信部《2021年一带一路暨金砖大赛之工程仿真创新设计优胜奖》、全国第三届中国“工业互联网+数字仿真” 专业赛二等奖；2020年中国电子技术标准化研究院、全国信标委工业APP标准工作组等举办的全国工业APP测试大赛获评“高质量工业APP”称号等。

CLABSO2.1.1软件界面

CLABSO将计算结果可视化展示，支持多层次的速度矢量图、温湿度、压力等值面云图、粒子轨迹图、切面云图、空气龄云图、气流偏转角等平面图和动态动画模式，帮助工程师更直观的观察气流运动轨迹，可实现仿真分析、诊断评估、设计验证、虚拟实验、优化设计等一体化解决方案。通过各种实际工况与模拟计算数据的深度融合，CLABSO仿真软件可从宏观到微观、静态和动态、过程和结果全面反映复杂工况的空气流动、温湿度、压力等变化，从而缩短产品设计到制造的转化的时间，并且提高产品的可靠性与成功率，极大程度降低了企业的试错成本和安全风险，初始企业迈向“设计即正确”理想目标。

CLABSO通过与客户应用和市场的互动反馈，不断进行研发迭代。以及在产品定位和市场拓展上不断的尝试和探索，公司产品也不断获得客户的验证和市场的认可，并在半导体颗粒物环境、数据中心冷量控制与热管理，储能系统热点控制与热管理、空气流量配置与管理、医疗与微污染控制等多个场景中获得广泛应用。

CLABSO主要应用范围

CLABSO应用场景：

洁净工程（洁净室/无尘室）气流组织模拟与优化设计
数据中心热仿真与优化设计
储能系统与锂电车间热仿真与优化设计
建筑、商场和写字楼等舒适度、通风及空调设计
恒温恒湿环境与实验室仿真与优化设计
空气设备、高温箱等设备节能降耗优化设计
剧院、机场、码头、仓储设施和仓库通风设计
研究机构、医院、地下停车场的通风和污染控制。

在洁净工程中，CLABSO通过对空间气流组织的模拟与优化实现微污染控制，包括对空态、静态、动态不同工况下对气流流向、速度、温度、湿度、压力、洁净度、空气龄等不同属性的模拟。

在数据中心的应用中，CLABSO实现空调能量仿真、空调出风温度的仿真、空调失效分析室外机出风速度的仿真、局部热点分析、室外设备性能仿真、多工况的对比分析等，为IDC产业产业提供节能减排、降本增效的工程仿真支持。

CLABSO在新能源领域的也获得广泛应用，包括储能系统及PACK的局部热点仿真分析、冷却性能分析、充放电热计算、能耗分析、风道结构仿真优化等。为新能源产业提供节能减排的产品优化仿真支持。

在环境工程中，CLABSO可用于模拟污染物扩散、传播等情况，帮助评估环境影响和采取有效的保护措施。

在恒温恒湿环境的应用中，CLABSO进行室内温度均匀度、波动度；湿度均匀度、波动度的模拟，实现精密实验的温控要求。

在钢铁生产环境中，CLABSO可对车间车间除尘系统管道进行不同开度下的气流流量分配计算，合理分配除尘系统管道、阀门、风口的流量与阀门流量和开度。实现钢铁产业的节能优化。

CLABSO在建筑通风和设备优化的应用：

二、产品特点与功能设计

CLABSO是暖通工程领域的垂直专业软件，将工程师的使用习惯、行业专业理论知识与后台计算自动化和自主研发的双网格仿真技术相结合，使软件的使用门槛降低到普通技术人员，保证了与国外软件的同等计算性能，解决了仿真领域的设计人才缺失的问题，让虚拟设计可以轻松简单进行。

1、创建智能组件（与洁净工程深度匹配）

CLABSO具有用于空气流动设计的完整、技术先进的组件创建环境。用户可以从组件工具栏中，可快速添加组装成包含各种墙组件、发热组件、FFU、高价地板等模型的工程算例。

2、与CAD高度集成，

CLABSO还是行业内与CAD集成极为和谐的软件。来自Pro/ENGINEER、Autodesk Inventor，Solidworks以及其它CAD软件的原始数据，均可转换输入到CLABSO中。

3、极优求解器

CLABSO求解器一直是专门致力于供热、通风和空调（HVAC）领域。其求解器基于笛卡尔坐标网格系统，能给出精确的计算结果和对网格具有良好的适应性，计算性能优越。不同几何特征尺度存在的极大差异的分析问题也可通过独特的“局域网格”技术加以解决。该技术允许不同部件的网格相互间可整体匹配、嵌套和非适形界面连接。采用预定义的共轭残差求解器结合灵活的多重网格技术对耦合换热问题进行同步求解。实用、独特和精确的求解收敛判据可在工程精度（非学术的）和时间尺度上得到有效的计算结果。

4、自动优化

基于智能部件的参数化模型和结构化笛卡尔坐标网格技术，使得模型可运用实验设计法进行优化。实验设计法是一种确定设计参数（如流量分配、局部通风量等）与结果（舒适性指标、污染物排放效率等）之间关系的结构化方法。通过创建和求解各种变量数值的模型，CLABSO的实验设计法优化能力有效地扩展了设计空间。它提供了空气流动对设计参数改变的敏感度信息，并能将仿真计算的次数减至最少，同时其结果可作为响应面优化和顺序优化设计工具的基础。