流体网络仿真模块化建模方法研究.pdf

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1、第37卷第8期2015年8月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．37，No．8Aug．，2015流体网络仿真模块化建模方法研究耿江华1，程刚1，李东亮1，孙立辉2，耿广阔3(1．海军工程大学装备仿真研究所，湖北武汉430033；2．中国人民解放军92763部队，辽宁大连116000；3．华能伊敏电厂，内蒙古呼伦贝尔021134)摘要：基于MINIS仿真软件平台，本文采用节点法和矩阵法分别对流阻较大、支路较多的典型流体网络进行仿真建模，通过稳态实验和阶跃响应实验对比分析了

2、2种仿真方法的稳态精度和动态收敛速度。对比分析结果表明：节点法存在质量不平衡的问题，且随着流阻的增大，其质量不平衡的问题越来越严重，而矩阵法不存在此问题。且相比于节点法，矩阵法还具有计算速度快，稳态精度高等优点。关键词：流体网络；模型；仿真中图分类号：U661．1文献标识码：A文章编号：1672—7649(2015)08—0128—04doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2015．08．026Analysisofmodularmethodsofsimulationinfluidn

3、etworkGENGJiang—hual，CHENGGan91，LIDong．1ian91，SUNLi．hui2，GENGGuang．ku03(1．InstituteofNavalPowerPlantSimulation，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China；2．No．92763UnitofPLA，Dalian116000，China；3．HuanengYiminPowerPlant，Hulunbeier021134，China)Abstract

4、：Thesimulationofmodelsetiswidelyusedinthefluidnetwork，especiallythefluidnetworkwithmanybranchesandbigflowresistance．Thispaperinstructstwomethodsofmodelset，thenodemethodandthemethodofmatrix，tosimulateafluidnetwork．Thenusethetwomethodstodoexperimentsofste

5、ady·stateandstepresponseaimedatatypicalfluidnetwork，basedonthesimulationsoftwarenamedMINIS．Intheexperiments，itturnsoutthat，comparedwiththenodemethod，themethodofmatriximprovedthecalculationspeedandstability．What’Smore，thephenomenonofnonconservationofmass

6、doesn’texistinthestepresponseexperimentbyusingthemethodofmatrixwhiledoesintheexperimentofnodemethod．Theanalysisprovidesguidancesthatthemethodofmatrixfitsbetterthanthenodemethod，inthesimulationofthefluidnetworkwithmanybranchesandbigflowresistance．Keyword

7、s：fluidnetwork；modelset；simulation0引言MINIS仿真软件是一款基于面向过程的模块化建模方法、可随时在线调试的软件。在MINIS软件中，对于单向可压缩和不可压缩流体系统的仿真仍是采用节点法。目前节点法主要由节点SFPNODE和流量SFFLOW两类模块实现。节点模块主要是基于质量守恒，保证流人与流出系统的质量相等，流量模块主要负责计算各个支路的流量，其微分方程采用半隐式欧拉方程进行离散求解。依据节点法，对于不同的系统结构，调整节点及支路流量模块的数量以及连接关系，即可完

8、成模型搭建。然而，对于流网系统较大、节点支路数量较多、或者节点间压力较小时，采用节点法易出现计算速度慢，节点前后支路流量质量不平衡，部分支路流量发生震荡等现象。针对这些问题，目前一些优秀的仿真软件，对于可压缩和不可压缩流体系统采用矩阵方法，此方法具有求解速度快、稳定性好等特点。为提高MINIS运算单向可压缩和不可压缩流体的功能，创建了NODENETFL模块用于此类流体网络仿真模型。收稿日期：2014—06—23；修回日期：2014—09—01基金项目：海