Analysis and justification of the selection of software tools for modeling and automated control of recirculating water supply systems in mining and processing enterprises

A.V. Pikilniak

doi:10.34185/1562-9945-1-156-2025-07

Автор(и)

A.V. Pikilniak

DOI:

https://doi.org/10.34185/1562-9945-1-156-2025-07

Ключові слова:

системи зворотного водопостачання, гірничо-збагачувальні підприємства, моделювання, гідродинамічні процеси, чисельні методи, моделювання турбулентності, програмні засоби, процеси фільтрації

Анотація

У статті здійснено системний аналіз програмних засобів, що застосовуються для моделювання та автоматизованого управління у системах зворотного во-допостачання гірничо-збагачувальних підприємств. Актуальність дослідження зумов-лена необхідністю підвищення ефективності управління водними ресурсами шляхом оптимізації процесів очищення та повторного використання води. Постановка про-блеми полягає у визначенні найбільш придатних програмних інструментів для моделю-вання складних гідродинамічних та технологічних процесів. Метою дослідження є об-ґрунтування вибору програмних засобів на основі аналізу їхніх функціональних можли-востей та відповідності специфіці об’єкта управління. У роботі використано методи системного аналізу, порівняльного оцінювання та експертного аналізу програмних рі-шень. У результаті визначено переваги й недоліки розглянутих програмних платформ, що дозволяє сформувати рекомендації щодо їхнього використання у практиці проєк-тування та експлуатації систем зворотного водопостачання.

Посилання

Ferziger H. J., Peric M. (2002). Computational Methods for Fluid Dynamics. Springer-Verlag, Berlin, pp. 329–364. DOI: 10.1007/978-3-642-56026-2.

Versteeg H. K., Malalasekera W. (2007). An Introduction to Computational Fluid Dynam-ics: The Finite Volume Method. Pearson Education.

Roache P. J. (1998). Verification and Validation in Computational Science and Engineer-ing. Hermosa Publishers.

Li Z., Bouscasse B., Ducrozet G., Gentaz L., Le Touzé D., Ferrant P. (2021). Spectral Wave Explicit Navier-Stokes Equations for wave-structure interactions using two-phase Computational Fluid Dynamics solvers. Ocean Engineering, 221, 108513. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2020.108513.

Cotas C., Silva R., Garcia F., Faia P., Asendrych D., Rasteiro M. G. (2015). Application of Different Low-Reynolds k-ɛ Turbulence Models to Model the Flow of Concentrated Pulp Suspensions in Pipes. Procedia Engineering, 102, 1326–1335. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.01.263.

Meftah Almukhtar N., Othman M. H. D., Tai Z. S., Kurniawan T. A., Puteh M. H., Jaafar J., Rahman M. A., Ismail A. F., Rajamohan N., Abdullah H., Wong K. Y. (2024). Recent strategies for enhancing the performance and lifespan of low-cost ceramic membranes in wa-ter filtration and treatment processes: A review. Journal of Water Process Engineering, 62, 105399. DOI: 10.1016/j.jwpe.2024.105399.

Pal S., Kottam R. R., Lambert M. F., Hanmaiahgari P. R. (2024). Estimation of deposit thickness in single-phase liquid flow pipeline using finite volume modelling. Journal of Pipe-line Science and Engineering, 4(1), 100145. DOI: 10.1016/j.jpse.2023.100145.

ANSYS Fluent User’s Guide (2021). ANSYS, Inc.

Devi R., Upadhyaya Y. K., Manasa S., Abhinav, Tripathi A. (2024). Efficient Solar Cell Using COMSOL Multiphysics. In: Shrivastava V., Bansal J. C., Panigrahi B. K. (eds) Power Engineering and Intelligent Systems. PEIS 2023. Lecture Notes in Electrical Engineering, vol. 1097, Springer, Singapore. DOI: 10.1007/978-981-99-7216-6_8.

OpenFOAM User Guide (2020). OpenFOAM. Available at: https://www.openfoam.com/documentation/.

Sun P., Zhao H., Liao L., Zhang J., Su G. (2017). Control system design and validation platform development for small pressurized water reactors (SPWR) by coupling an engineer-ing simulator and MATLAB/Simulink. Annals of Nuclear Energy, 102, 309–316. DOI: 10.1016/j.anucene.2016.12.034.