Сколько стоит CFD-расчёт? Шесть факторов цены

Почему на один и тот же запрос называют две цены

За одну неделю приходят два запроса. В обоих написано «CFD-расчёт теплообменника». Один превращается в работу за 3000 USD, выполненную за пару недель. Другой вырастает в программу в десять раз больше. Оборудование выглядело похоже. Вопросы были разными.

CFD-расчёт стоит от примерно 1500 USD за один сфокусированный случай до десятков тысяч за программу из многих вариантов со сложной физикой, и место вашей задачи в этом диапазоне определяют шесть факторов. В статье разобран каждый, приведены реальные начальные цены и показано, как снизить стоимость предложения.

Что говорят опубликованные цены?

Очень мало. Один справочник биржи услуг, обновлённый в 2023 году, оценивает простой двумерный расчёт примерно в 2000 USD, сложный нестационарный примерно в 20 000 USD и сообщает, что некоторые американские компании берут от 1500 до 4500 USD за расчёт или от 80 до 120 USD в час.

Для сравнения ниже приведены начальные цены, которые публикует наша практика. Это цены «от», а предложение готовится после технического анализа.

Разброс между первой и седьмой строкой составляет пять раз ещё до того, как кто-либо посмотрел на вашу геометрию. Вот откуда он берётся.

Шесть факторов, которые определяют цену

1. Число расчётных случаев. Случай означает одну геометрию при одном наборе режимных параметров. Проверка конструкции на минимальной, номинальной и максимальной нагрузке даёт три случая. Сравнение четырёх шагов перегородок при двух расходах даёт восемь. Это главный фактор, и заказчику проще всего на него влиять.
2. Физика. Стационарное однофазное несжимаемое течение относится к дешёвым задачам. Теплообмен через твёрдые стенки добавляет сопряжённую задачу. Нестационарность означает тысячи шагов по времени. Многофазные течения требуют мелкой сетки на границах раздела, а горение добавляет компоненты, реакции и обычно излучение.
3. Состояние геометрии. Чистую герметичную CAD-модель проточной части можно разбить на сетку в тот же день. Сборку из производства с болтами, прокладками и пересекающимися поверхностями иногда приходится чистить дольше, чем длится сам расчёт.
4. Размер и разрешение. Длинный трубный пучок, топка целиком или помещение с мелкими воздухораспределителями требуют большого числа ячеек. Если обоснованы симметрия или представительный фрагмент, стоимость резко снижается.
5. Глубина проверок. Для быстрого сравнения достаточно проверки чувствительности. Результату, который придётся защищать перед заказчиком или техническим советом, нужны сеточное исследование, задокументированные балансы и, при наличии данных, сравнение с измерениями.
6. Состав результатов. Краткая сводка с основными графиками обходится дешевле, чем полный отчёт с методикой, допущениями и ограничениями. Подготовка исходных файлов расчёта и встреча по результатам тоже требуют времени.

Сколько стоит делать это самим?

Для собственных CFD-расчётов нужны лицензия или умение работать с открытыми пакетами без поддержки, вычислительная техника или бюджет на облако и инженер, который занимается этим достаточно часто, чтобы делать хорошо. Если вы считаете каждую неделю, такая компетенция окупается. Если нужны три расчёта в год, инженер большую часть времени заново осваивает инструмент, и заказать работу на стороне обычно дешевле.

Пять способов снизить стоимость предложения

1. Сформулируйте решение. Вопрос «Останутся ли потери давления ниже 30 кПа, если добавить третий ход?» можно очертить точно. «Проанализировать теплообменник» нельзя, поэтому цена закладывается на худший случай.
2. Передайте чистую геометрию. Проточную часть, если она есть, или самую простую CAD-модель, содержащую смачиваемые поверхности.
3. Сократите список случаев. Спросите, какие два режима ограничивают ответ.
4. Поделитесь тем, что уже известно. Точка испытаний, паспортные данные, предыдущий расчёт. Это экономит усилия на валидацию и сужает модель.
5. Согласуйте глубину проверок. Если нужно ранжирование вариантов, скажите об этом. Если нужно обоснованное абсолютное значение, скажите и об этом.

Что должно быть в предложении

Кого бы вы ни нанимали, в предложении должны быть указаны вопрос, на который даётся ответ, число случаев и их условия, учитываемая и исключённая физика, выполняемые проверки, состав результатов, сроки и цена. Если упомянуты сеточная независимость или валидация, спросите, что именно будет сделано. Если не упомянуто ни то, ни другое, спросите почему.

Из предложения, которое намного дешевле остальных, обычно что-то из этого списка убрали. Выясните, что именно, прежде чем сравнивать цены.

Самый дешёвый первый шаг

Если расчёт у вас уже есть, собственный или от поставщика, независимая экспертиза стоит малую часть нового расчёта и показывает, можно ли полагаться на его выводы. Если расчёта нет, короткого разговора с геометрией и вопросом на руках обычно достаточно, чтобы понять, к какой строке таблицы относится ваша задача.