伺服比例阀多物理场耦合仿真研究

伺服比例阀是一个涉及多学科领域的复杂物理系统,建立包含机械、电、磁、流场等模块在内的多物理场耦合模型对其进行仿真研究。基于对伺服比例阀结构和工作原理的分析,搭建阀芯位移闭环控制电路及阀芯动力学模型,建立伺服比例电磁铁有限元瞬态仿真模型、液动力瞬态流场降阶模型,并将各模块耦合完成伺服比例阀多物理场模型,实现动态特性仿真。为验证伺服比例阀多物理场耦合模型的准确性,对采用相同的测试条件及控制电路的伺服阀阀芯位移控制系统进行试验,通过输入不同的指令信号得到阀芯位移的阶跃响应曲线及电磁铁电流曲线。经对比,阶跃响应测试中阀芯位移仿真结果与试验曲线相比最大误差不超过15%,不同阶跃指令下仿真得到的电磁铁电流与试验电流曲线变化趋势相同,验证了模型的准确性,为后续伺服比例阀的研发及优化提供有效平台。

基于数字孪生的锂电池热电耦合模型构建与仿真分析

在碳达峰碳中和背景下,有效缩短大规模储能电站内部锂电池运行仿真时间、提高仿真结果精度,对提高锂电池CFD(computational fluid dynamics)仿真效率和安全管理水平具有重要的意义。针对现有仿真模型无法支撑锂电池运行状态快速、精确仿真的问题,本文提出一种基于数字孪生的锂电池热电耦合模型构建方法。首先,设计了锂电池数字孪生结构体系并分析了热电耦合模型构建原理;其次,考虑到ANSYS TwinBuilder平台的LTI ROM降阶模型具有计算耗时短、仿真精度高的特点,分析热力学模型和等效电路模型之间的耦合机理,基于ANSYS TwinBuilder建立锂电池热电耦合数字孪生模型;进而,分别采用最小二乘算法和原理分析法对等效电路模型和热力学模型参数进行离线辨识,并考虑老化、温度等因素影响,利用递推最小二乘算法实现对等效电路模型参数的在线辨识;最后,分别在Simulink和ANSYS Icepak中搭建锂电池等效电路模型和热力学模型,将其耦合到ANSYS TwinBuilder平台中,并从多维度进行了算例仿真分析,与实验结果进行对比验证了本文所提模型的高效性和精确度。