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虚拟试验环境建模与仿真平台解决方案

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产品组成:

1. 流体模型库:

提供管道、容腔与分支、调节阀、减压器、贮箱、涡轮、燃气发生器管道、燃气发生器、掺混器、稳定器等元件模型库,用户可设置元件的流场和壁面温度场模型。其中,包含四种管壁传热模型和五种调节阀计算模型。

2. 通用物性参数库:

包括流体介质物性参数、管壁材料物性参数、管路外界环境参数等。

3. 试验系统建模软件:

VPS-M& S 提供符合Windows 标准的图形用户界面(GUI ),可由用户进行系统的虚拟组态。其输出是符合XML 标准的系统连接、数据监控、管路控制的文件。

4. 实时仿真与试验监控模块:

该模块支持TCP/IP 协议的实时控制接口,按用户设置的管路控制文件进行仿真试验,同时以组播方式将数据监控点数据信息进行发送;供远程客户端监控。

5. 试验优化管理模块和优化数据库:

在给定试验台入口状态、期望的目标试验条件以及试验精度等,以各个控制阀门为变量进行系统控制优化,在优化过程中保存各种状态数据,大大增强了优化的速度。优化的结果能够指导实物试验。

6. 第三方接口:

能够生成符合TecPlot格式的测量数据,并能够导入Fortran、C++ 生成的数学模型。

系统特点:

1. 流体有限体积模型体系:

采用了分布参数模型、模块化建模、有限体积离散方法、燃烧室分区模型等,构建了一种集流动、传热、燃烧等现象于一体的有限体积模型体系,提高了仿真程度和效率。

2. 管壁传热模型:

综合考虑了当前试验台中管道材质的多种多样,提供了非稳态二维传热模型、一维径向传热模型、零维传热模型等三种模型,可以适应绝大多数的试验环境。

3. 动态仿真的实时控制技术:

以时间为基准的实时动态仿真,能够解决仿真数据与实际数据实时比对困难的问题,同时实时控制也能够真实模拟实际试验过程。

4. 仿真优化技术:

以试验结果为目标,各个控制部件为变量,形成自动的试验过程,提供最优控制逻辑,该逻辑能够用于指导实物试验过程,解决了每次试验中调台时间长的问题。

5. 丰富的物性参数库:

提供符合国内广泛使用的气体、流体、管道等各种材质的物性参数库和算法,更能广泛适用于多种类型试验台的仿真。

6. 试验动态过程的仿真:

用户可在过程中任意设置测点,实时输出测点状态数据,具有全部瞬态过程的仿真能力。

7. 二次开发功能:

试验环境建模与仿真软件提供了二次开发向导功能,为用户提供新建模型的开发能力,当前支持C++、Fortran 语言的二次开发能力。

应用过程:

首先需要针对实际系统的物理模型进行合理的模块化分解,模块划分完成后,按元件的连接顺序使用图形建模工具组成系统,选择连接端口。其次,对每一个模块选择相应的数值模型,并对各个模型进行网格划分,指定仿真计算的精度以及输出参数点信息。再次配置各个模型的初始状态和模型的物性参数。最后使用仿真控制程序进行气路仿真计算,并接收仿真过程中产生的测试点数据。

应用前景:

航空、航天、兵器等行业装备流体试验、液体推进系统动态、稳态特性分析,各种流体试验台调试。