Flödesoptimering

Flödesoptimering är disciplinen som syftar till att förbättra hur fluider eller material flödar genom kanaler, system eller nätverk. Målet är ofta att öka genomströmningen, minska energiförbrukningen och/eller reducera tryckfall, samtidigt som man uppnår önskad fördelning eller homogenisering.

Praktiska tillämpningar finns inom processindustrin där vätskeflöden i rörsystem optimeras för att höja avkastning och sänka kostnader, inom vatten- och avloppsnät, ventilations- och kylsystem i byggnader, samt i trafikflöden och försörjningskedjor.

Metoderna bygger på modellering av flöden med funktioner som partiella differentialekvationer (PDE) eller nätverksteknik, och på optimeringsalgoritmer. Vanliga verktyg inkluderar computational fluid dynamics (CFD) för att analysera lokala flödesmönster, samt linjär och icke-linjär programmering, mixed-integer programming och heuristiska metoder för designproblem.

Underlag och mål kan vara att minimera energi eller tryckfall för en given produktion, maximera genomflöde, förbättra blandning eller värmeöverföring, eller minska utsläpp och kostnader.

Utmaningar inkluderar komplex fysik, ofta icke-linjära beteenden, osäkerheter i modellantaganden och behov av realtidsbeslut. Utvecklingen leds av bättre mätningar, dataanalys, och kombination av simulering och realtidsstyrning.