Modelica/Dymola语言及其在燃气轮机动态仿真中的应用

Modelica/Dymola是一种新型的仿真软件,它具有的面向对象和非因果联系的特性使得编制成的模型易于理解,易于升级和维护。本文把Modelica/Dymola软件应用到燃气轮机的仿真中,编制了双轴燃气轮机的仿真程序,获得了合理的结果。使Modelica/Dymola软件的应用范围得到进一步的扩展。

基于Modelica/Dymola的二相混合式步进电动机建模与仿真

Dymola是基于统一建模语言Modelica对物理系统进行建模与仿真的平台。Dymola充分发挥Modelica语言的优点,并能够快速、形象地建立模型。在二相混合式步进电动机数学模型建立的基础上,运用Modelica语言在Dymola上建模和仿真。仿真结果表明,二相混合式步进电动机模型效果良好,能够满足实际要求。

基于Modelica/Dymola的传动丝杠多领域建模与仿真

机电系统的开发需要多领域建模与仿真技术的支持,面向对象物理建模语言Modelica正是为解决复杂物理系统建模与仿真而提出的,而Dymola仿真平台完全支持Modelica语言,使得仿真更加容易实现。传动丝杠系统是一种典型的机电系统,采用Modelica语言对其进行了建模,并在Dymola上进行仿真。仿真结果表明,传动丝杠的伺服系统动态响应性能效果良好,并通过实验验证了仿真的有效性。Modelica/Dymola很好的将机械、电气和控制结合在一起,实现它们之间的无缝连接,而且建模更加形象。

基于Modelica/Dymola的小型燃气轮机建模与仿真

为了研究小型燃气轮机在不同环境下的动态特性,采用模块化建模方法,并根据质量和能量守恒原理,对小型燃气轮机进行了合理划分,建立了压气机、燃烧室、透平等单元部件的数学模型,并将这些部件划分为容积模块和流动模块。采用面向对象的、多领域的物理系统建模语言Modelica和Dymola编译器编制了各部件的仿真程序,建立了SmallGasTurbine通用模型库,以方便不同结构系统的小型燃气轮机的模型搭建。以川崎M1A-13D、M7A-01小型燃气轮机为例,搭建了它们的系统模型,将厂家给定基本数据与仿真结果进行了对比。研究结果表明,小型燃气轮机模型模拟仿真误差较小,具有很高的精确度。

基于Modelica/Dymola的间壁式换热器仿真研究

间壁式换热器以高效的换热效率、热损失小、结构紧凑轻巧、经济性好、使用寿命长等优点,广泛应用在分布式供能系统、石油化工等领域。为了研究换热器在不同温度的冷热流体共同作用下的动态特性,采用了面向对象的方法,将换热器分解成了几何参数模块、换热单元模块、流动模块、物性参数等模块,根据质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒方程,采用支持面向对象、非因果和支持多领域物理系统建模的Modelica语言,在Dymola平台下建立了换热器各模块的仿真模型库HeatExchanger。以简单的平行流为例,搭建了系统仿真模型,验证了模型的准确性,分析了冷热流体在不同温度下共同扰动的动态特性。结果表明:Modelica语言简单,易于理解,建好的模型库易于维护和升级,仿真误差较小,具有很好的重用性和扩展性。

基于Modelica模拟的小区供热系统快速故障诊断方法

为提高现场故障诊断效率和小区供热质量,本文提出了一种基于Modelica模拟的小区供热系统快速故障诊断方法。首先,对西安市某小区的供热系统进行了Modelica建模,并使用现场实测运行数据对模型进行了校正。随后,通过调节模型参数,以人工方式引入故障,模拟分析了各类供热系统常见故障发生时的系统运行状态。最后,通过比对故障与正常状态下系统运行数据,归纳出小区供热系统的现场故障诊断工作流程图。经系统模拟验证,该流程图可实现多故障同时发生时的故障检测及分离。由于北方小区供热系统整体架构较为接近,本文所提出的速查流程图可被应用于其他类似供热系统的日常运维。

基于Modelica和Dymola的飞机液压能源系统动态特性仿真

在建立液压能源系统元件动态数学模型基础之上,利用Dymola软件实现液压能源系统动态特性分析通用模型库的构建,并对某型飞机的液压能源系统进行建模和仿真。仿真结果表明,该模型符合实际系统的管路压力和流量脉动特性,在模型中能够获得时域范围内系统任一点的流量压力脉动情况。

基于Modelica和Dymola的航空发动机燃气发生器的建模与性能仿真

基于对压气机、涡轮与燃烧室共同工作条件的分析,建立了1种快速简便的单轴燃气发生器性能仿真模型;用Modelica语言和Dymola编译器实现了单轴燃气发生器的性能仿真,验证了该模型的有效性。结果表明:该模型能够模拟单轴燃气发生器的性能,并能实现非设计转速小流量工况下的性能仿真。

基于Modelica和Dymola的航空发动机建模与性能仿真

本文介绍了Modelica/Dymola软件的主要特点,航空发动机模块划分的原则和方法,以及利用Modelica/Dymola软件开发的航空发动机通用模型库中主要部件的建模方法,并采用已建立的部件模型,搭建了双轴涡扇发动机的系统级模型,对其起动过程进行了仿真。结果表明,仿真结果符合实际情况,该模型库对于航空发动机的概念设计和初步设计具有重要意义和实用价值。

基于Dymola/Modelica的航空燃气涡轮仿真研究

设计开发新的航空发动机是一项复杂耗时的工程,而计算机仿真是一种有效的解决办法,因此开发比较通用的仿真模型已成为一种发展趋势。本文利用模块化建模的方法,把航空燃气涡轮分为流动模块和容积模块两部分,并采用新型仿真软件Dymola/Modelica编制了相关仿真程序库。该模型库具有层次化的结构,以及可扩展、标准化的特点。以涡轮为例建立了可扩展的航空燃气涡轮程序库,并利用该程序库与其它模型库结合,搭建了一个带开关磁阻电机的混合排气航空发动机模型,得到了合理的仿真结果,验证了该方法的可行性及推广应用价值。

基于Modelica和Dymola的压气机系统的建模与仿真方法

基于压气机性能方程推导出一种新的压气机级的数学模型,并在这一模型基础上用Modelica语言和Dymola编译器建立了计算机仿真模型,编成了压气机系统仿真程序。还描述了压气机仿真程序建模系统和面向对象的体系结构,介绍了压气机系统特性分析的应用例子,并进行了仿真验证。结果表明,采用建立的仿真模型能够用来模拟压气机性能。

基于Modelica和Dymola的除氧器建模与仿真

建立系统的仿真模型是了解和研究系统运行特点及动态特征的有效途径。介绍了除氧器的结构,并以质量和能量守恒定律为基础,结合相关理论,建立了除氧器的数学模型。然后采用面向对象的建模工具Modelica/Dymola仿真软件建立了一种能够达到设计要求的快速、简单而且可以扩展的除氧器模型。在多种运行工况下,通过对建立的除氧器模型进行仿真实验,验证了所建模型的有效性。结果表明,Modelica/Dymola仿真软件是一种能对除氧器进行设计和仿真研究的有力工具,可以在电厂的其它设备系统及相关动力系统的仿真研究中得到推广和应用。

基于Dymola软件及Modelica语言的飞机供电系统建模与仿真

飞机供电系统的布局设计与控制逻辑是飞机系统设计的重要环节,且其对系统的可靠性、容错供电和余度等特性具有一定影响;对飞机电源系统进行仿真建模研究,在支持各种物理系统建模的Dymola平台下搭建了数字仿真模型,包括交流发电机、变压整流器、电源系统接触器和过欠压、过欠频检测模块等部件模型,并利用各个部件模型搭建了供电系统模型,同时利用Modelica语言完成系统逻辑设计,对整个系统进行仿真;数字仿真结果表明电源系统模型基本能够完成自动配电、自动隔离故障,达到设计要求,为飞机系统设计提供了理论支持。

基于Dymola及Modelica语言的飞机三级发电机的建模与仿真

飞机发电系统为机载用电设备正常工作提供条件,现今,飞机发电系统多采用三级式无刷交流同步发电机,由主发电机,交流励磁机和永磁发电机组成。为了飞机三级发电机仿真模型的建立,本文在介绍了同步发电机的结构和数学方程的基础上,在适用于各种物理系统建模的Dymola软件平台中对三级同步发电机进行建模,并结合调压器及相关电气负载得到三级发电机的部分动态仿真结果,仿真结果能够很好地显示三级发电机对不同负载的响应,与理论结果一致,证明了模型的正确性,为飞机电源系统的设计提供了参考。

基于Dymola的太阳能-热泵双水箱复合供暖系统参数优化设计

为降低西北地区居民使用太阳能复合供暖系统的经济成本和碳排放量,并提高太阳能利用率,设计一种太阳能-热泵双水箱复合供暖系统,并优化其重要参数。利用Dymola平台,搭建太阳能-热泵双水箱复合供暖系统模型,目标函数是系统全生命周期成本,选取太阳能集热器面积、集热器安装倾角、水箱容量和热泵功率作为优化变量,采用遗传算法同步优化系统所选变量,并对系统的环保性进行分析。以宁夏地区为案例进行优化计算,结果表明,所创建的数学模型准确性较好,比较模拟数据与实验数据,二者平均误差均在±8%以内。在系统15年寿命周期内,优化后系统性能系数提高10.3%,水箱平均温度提高至54.71℃,系统生命周期成本减少5.3%,节能率为24.4%,节能效果显著。系统的SO_(2)、CO_(2)、NOx及烟尘的减排量分别为0.82、26.6、0.41、7.48t,该系统可以显著降低环境影响,与传统燃煤锅炉相比减排效果显著。

基于Dymola/Modelica的商用车发动机模型开发

介绍发动机模型划分和建模原则,采用简易AMT自动变速器模型对发动机模型进行仿真试验.试验结果符合实际情况,可应用于自动变速器控制系统开发软件在环、模型在环和硬件在环试验.

基于Modelica的铅铋合金自然循环回路特性仿真分析

为更好地研究铅铋反应堆自然循环特性,采用Modelica语言建立了铅铋合金(lead-bismuth eutectic,LBE)自然循环回路实验装置的热工水力仿真模型。模拟了铅铋合金自然循环回路的稳态工况、变功率工况以及失流工况,将加热段出入口LBE的温度及入口处LBE的质量流量与3种工况下的实验结果进行对比。结果表明,仿真结果与实验结果的温度最大相对偏差为9.96%,质量流量最大相对偏差为10.4%,程序计算的结果与实验较吻合。该模型可为铅铋反应堆设计开发过程中,铅铋合金的热工水力分析提供支持。

基于Modelica的船舶直流区域配电系统建模与仿真

直流区域配电网具有结构简单、可靠性高和线路损耗较小等优点,但其复杂的拓扑结构、多变的运行工况和结构的高度电力电子化等特点给其稳定运行带来了挑战。本文以船舶直流区域配电系统为研究对象,采用模块化建模方法,对船舶直流区域配电系统进行合理划分,基于多领域统一建模Modelica分区域建立了配电模型自下而上建立了直流变换电源模型、单相逆变电源模型、三相逆变电源模型等电力变换模型,构建了基于Modelica的某船舶直流区域配电系统模型。

基于Modelica的并联多通道系统流动不稳定性仿真研究

在核反应堆堆芯并联通道中,流动不稳定性会导致临界热流密度(CHF)明显下降或使堆芯燃料组件产生机械振荡,从而危及反应堆正常运行。为了解决该问题,在参考某高温高压汽水两相热工水力实验装置的基础上,基于NUMAP软件搭建了并联双通道系统模型进行流动不稳定性仿真研究。实验表明,当并联通道数分别为2、3、4时,通过仿真计算相同工况条件下并联多通道系统流动不稳定性边界,流动不稳定性边界计算误差不超过±5%,验证了存在多个并联加热通道时采用并联双通道结构即可获得其流动不稳定边界,证实了该软件对流动不稳定性现象的瞬态分析能力。

PID控制的阀控缸系统的Modelica建模与仿真实现

针对PID控制的阀控缸系统基于Modelica语言在开源仿真环境OpenModelica中进行了建模和仿真。给出了一套完善的阀控缸系统的建模思路,且所建立的模型具有很好的模型复用性。通过与AMESIM中建立的相同系统在相同参数下的仿真结果进行对比。结果表明,二者仿真结果基本一致,验证了所建立模型的正确性。由于整套系统均在开源环境下建模并仿真,因此解决了在实际工程中仿真PID控制的阀控缸系统时由于商业软件价格昂贵而造成的仿真成本过高的问题。