Cách mô phỏng chất lưu cứu một doanh nghiệp trong thời kỳ đại dịch

Khi bang Oregon ban hành kế hoạch đóng cửa đối với các doanh nghiệp không cần thiết vì COVID-19 vào tuần thứ ba của tháng 3 năm nay, John Huston, chủ sở hữu Phòng tập thể dục Pacific Crest CrossFit ở Portland, đã lo lắng rằng doanh nghiệp có thể không tồn tại được sau khi đóng cửa.

“Thành thật mà nói, thật là kinh khủng. Tôi sợ rằng mọi người sẽ tạm dừng tư cách thành viên của họ." – Chủ phòng tập lo lắng.

Mặc dù tại mỗi thời điểm, phòng gym thường phải xử lý khoảng bốn lượt khách hàng bảo lưu cho các kỳ nghỉ và các lý do khác, tuy nhiên các khoản phí hội viên bị mất do có quá nhiều hội viên bảo lưu sẽ khiến phòng tập gặp nguy hiểm về tài chính.

Đăng ký hội thảo trên web vào ngày 28 tháng 10 của chúng tôi để tìm hiểu cách mô phỏng đang cứu các doanh nghiệp.

Huston sớm nhận ra rằng công việc kinh doanh cần sự lâu bền và linh hoạt hơn những gì anh nghĩ ban đầu, anh đã nhận thấy: Các thành viên phòng tập CrossFit không chỉ đến để tập luyện rồi rời đi; họ là một cộng đồng tập thể dục cùng nhau vài lần một tuần.

Anh ấy sẽ sớm tìm hiểu thêm về chuyên môn công việc của các thành viên trong cộng đồng này trong vòng bốn tháng tiếp theo, khi công việc kinh doanh vẫn đang bị đình trệ.

Các thành viên của Pacific Crest CrossFit Gym đã cùng nhau tập thể dục trong thời kỳ đại dịch.

Trước hết, các thành viên đã phản ứng tốt với lời kêu gọi của chủ phòng tập, không nghỉ tập và bảo lưu thẻ thành viên.

Thứ hai, các bác sĩ là thành viên của phòng tập thể dục đã đưa ra lời khuyên cho Huston về các biện pháp an toàn COVID-19. Khi phòng tập thể dục chuyển các bài tập của họ ra bên ngoài, các bác sĩ đã giúp anh ấy giải thích những hướng dẫn đôi khi khó hiểu và mâu thuẫn được ban hành bởi nhiều nhóm y tế và tổ chức chính phủ.

Thứ ba, một thành viên phòng tập thể dục tên là Andy Byers đã làm việc cho Ansys và biết phần mềm mô phỏng dòng chảy chất lỏng của chúng tôi có thể lập mô hình luồng không khí trong phòng tập thể dục, giúp đảm bảo rằng các thành viên và nhân viên sẽ an toàn khi họ mở cửa trở lại.

Bốn vấn đề tiên quyết khi mở cửa trở lại

Bằng cách theo dõi tin tức và với sự giúp đỡ của cộng đồng CrossFit, Huston đã thiết lập bốn yêu cầu cần phải có để mở cửa trở lại:

• Giãn cách xã hội
• Vệ sinh
• Đeo khẩu trang
• Thông gió

Trong khi có rất nhiều hướng dẫn về ba vấn đề đầu tiên thì việc thông gió là một thách thức khó khăn hơn.

“Thành thật mà nói, ban đầu tôi thậm chí còn không nghĩ đến việc thông gió” Huston nói, cho đến khi một thành viên đến gần anh và nói rằng cô ấy lo lắng về việc bị kẹt ở góc sau của phòng tập, nơi có ít luồng không khí. Phải giải quyết không khí được thở ra từ phổi của người khác – tiềm tàng chứa vi rút COVID-19 trong các giọt nhỏ.

Sơ đồ tầng của phòng tập thể dục

Suy nghĩ ban đầu của Huston là sử dụng một chiếc quạt lớn để tạo ra sự đối lưu của không khí xung quanh. Nhưng người anh kế của anh ta, người làm việc trong lĩnh vực HVAC thương mại nói rằng, điều đó sẽ chỉ thổi không khí xung quanh một cách ngẫu nhiên và trộn lẫn nó chứ không phải loại bỏ nó.

Ông nói, câu trả lời là một mô hình quá áp và thoát khí: quá áp với không khí tốt và thoát không khí xấu. Vì vậy, họ đã mua một chiếc quạt 6.000 feet khối / phút (cfm) và dựng một tấm chặn bằng ván ép để bịt kín cửa khoang của phòng tập thể dục. Họ cũng lắp một quạt hút 2.000 cfm ở khu vực lối vào phía trước và bịt kín ô cửa đó.

Nhìn qua "Chiếc kính ma thuật"

Khi Pacific Crest CrossFit mở cửa sau 4 tháng bị khóa, Huston đã xử lý 4 vấn đề đặt ra. Không chắc chắn về quy tắc giãn cách xã hội 6 ft, anh ấy chia phòng tập thể dục thành các hình chữ nhật 10 ft x 12 ft để cung cấp cho mọi người nhiều không gian hơn.

Nhân viên làm sạch từng khu vực bằng dung dịch tẩy rửa khi một thành viên đã hoàn thành và một thành viên khác cần sử dụng không gian đó. Mọi người đều đeo khẩu trang, và hệ thống thông gió đang hoạt động.

Khi nhân viên của Ansys, Andy Byers, Giám đốc Đối tác Chiến lược / Liên lạc viên, trở lại phòng tập thể dục và nhìn thấy mọi thứ đã hoàn thành, anh ấy đã nhìn nhận bằng con mắt được đào tạo từ Ansys của mình.

“Khi bạn làm việc cho Ansys, bạn có “chiếc kính ma thuật” giúp bạn nhìn thấy tất cả các dòng vật lý. Tôi thấy các luồng không khí chuyển động và sóng điện từ phát ra từ điện thoại của tôi” Byers nói đùa. Giải pháp thông gió mà anh ấy thấy không sai, nhưng vì anh ấy được đào tạo để luôn tối ưu hóa một giải pháp, anh ấy tự hỏi liệu nó có thể được thực hiện tốt hơn nữa hay không.

"Với những hạn chế và nguồn lực hiện có, chúng ta có thể điều chỉnh mọi thứ và tối ưu hóa hệ thống thông gió không?" Byers tự hỏi. “Biết được vị trí của thiết bị và con người trong phòng tập thể dục sẽ giúp ích được, vì dòng chảy rất phức tạp và đôi khi nó hoạt động theo những cách không trực quan.”

Byers đã tiếp cận Huston và nói với anh ta về chuyên môn của mình: có kiến ​​thức về mô phỏng luồng không khí và truy cập vào phần mềm khảo sát thiết kế của Ansys, Ansys Discovery.

“Khi Andy tiếp cận tôi về vấn đề này, tôi nghĩ: “Đây là một tấm gương sáng khác về một người trong cộng đồng của tôi, người có một số kiến ​​thức chuyên môn trong thời điểm chúng tôi thực sự cần nó” Huston nói. “Tôi cảm thấy thực sự may mắn khi có tất cả những người có tất cả các kỹ năng và nền tảng kiến ​​thức này, vì vậy khi đến thời điểm khó khăn họ sẽ ở đó với bạn.”.

Với tinh thần giúp đỡ cộng đồng của mình trong lúc khó khăn, Byers đề nghị chạy một số mô phỏng luồng không khí miễn phí để xem có cách nào để tối ưu hóa hệ thống thông gió hay không.

Giải pháp mô phỏng luồng khí

Một mô hình phòng tập thể dục và mô phỏng luồng không khí của nó. Nhấn vào để xem hình ảnh rõ nét hơn.

Chế độ 1: Trong phần khởi động hoặc nâng tạ (cường độ thấp hơn, thở ít hơn):

• Bật quạt góc 1.000 cfm và quạt ngoài 2.000 cfm
• Điều này sẽ tự nhiên hút không khí từ cửa khoang và đẩy ra ngoài qua cửa văn phòng với tốc độ thấp hơn để có thể nghe thấy người hướng dẫn - tức là không quá ồn ào

Mô phỏng luồng không khí ở chế độ 1

Chế độ 2: Trong phần cường độ cao (tập luyện trong ngày- WOD) hoặc giữa các lượt tập để làm sạch không khí:

• Bật quạt hút vào 6.000 cfm và hai quạt thổi ra 2.000 cfm. Như thế sẽ ồn ào hơn, nhưng điều đó có thể chấp nhận được đối với phần WOD của buổi tập.
• Tắt các quạt ở góc. Điều này là phản trực giác, nhưng thực tế các quạt ở góc làm chống lại mô hình tuần hoàn tự nhiên mà bạn muốn thiết lập trong giai đoạn này.

Mô phỏng luồng không khí ở Chế độ 2. Lưu ý rằng vùng "tĩnh" duy nhất là vùng giữa, nhưng không có ai ở đó nên điều đó là tốt. Tất cả các khu vực tập luyện đang nhận được rất nhiều không khí đối lưu.

Tập luyện an toàn hơn trong Đại dịch

Huston hiện đang làm việc để thực hiện các thay đổi do Ansys đề xuất. Trong suốt thời gian bị khóa và trong suốt trận đại dịch, anh ta đã tích cực suy nghĩ hai vấn đề: “Chúng tôi cần phải tuân theo hướng dẫn và quy định chính thức đã được ban hành.” anh nói, “Bên cạnh đó chúng tôi cũng cần phải làm cho các thành viên của mình cảm thấy an toàn.”

Tối ưu hóa luồng không khí của phòng tập thể dục với các mô phỏng kỹ thuật của Ansys là một bước bổ sung giúp các thành viên yên tâm rằng họ đang tập luyện trong môi trường an toàn nhất có thể trong thời kỳ đại dịch.

Tìm hiểu thêm tại hội thảo online ngày 28 tháng 10 "Simulation Saves Businesses: Exploring Unlimited Designs with Simulation."

Các bài viết liên quan

• Siemens sử dụng ANSYS Fluent thiết kế hệ thống HVAC cho toa tàu

• Mô phỏng CFD giúp cải thiện hệ thống thông gió của phòng áp lực âm

• Thiết kế phòng cách ly áp lực âm dạng mô-đun sử dụng mô phỏng số

• Mô phỏng kỹ thuật buồng thu thập mẫu COVID-19 di động

Nguồn: Ansys Blog