Mô hình hóa toàn diện của hệ thống động cơ và chuyển đổi năng lượng

Được xuất bản lại bởi Plato

Người theo dõi: 0

Các lĩnh vực chuyển đổi năng lượng và hệ thống động lực luôn đi đầu trong đổi mới công nghệ, thúc đẩy những tiến bộ trong giao thông vận tải, hàng không vũ trụ và các giải pháp năng lượng bền vững. Trong nỗ lực tối ưu hóa hiệu suất và hiệu quả, các nhà nghiên cứu đang ngày càng chuyển sang các phương pháp mô hình hóa toàn diện nhằm thu hẹp khoảng cách giữa mô phỏng 0D và 3D. Việc tích hợp các cấp độ mô phỏng mang lại sự hiểu biết toàn diện hơn về các hệ thống phức tạp bằng cách kết hợp các mô hình 0D đơn giản nhưng chính xác với các biểu diễn 3D có độ chi tiết cao. Trong quá trình khám phá mô hình tổng thể này, chúng ta sẽ xem xét mức độ cần thiết của việc kết hợp phối cảnh 0D và 3D để thiết kế, phân tích và tối ưu hóa các hệ thống khác nhau như nhà máy điện hơi nước và động cơ đẩy tên lửa.

Mô hình toàn diện kết hợp các mô hình 0D đơn giản với mô phỏng 3D chi tiết, cho phép các kỹ sư và nhà khoa học có được bức tranh hoàn chỉnh về cách các thành phần khác nhau tương tác trong hệ thống. Cách tiếp cận này xem xét cả bức tranh tổng thể và các chi tiết nhỏ hơn, cung cấp cái nhìn trung thực hơn về cách các hệ thống hoạt động trong thế giới thực.

Hình 1 Khung mô hình toàn diện trong Nền tảng AxSTREAM

Hệ thống chuyển đổi năng lượng và động cơ hoạt động theo chu trình nhiệt động lực học mà các kỹ sư phải thiết kế, đánh giá và tối ưu hóa. Quy trình của kỹ sư yêu cầu mô phỏng cách hệ thống mới hoặc hệ thống hiện có và các thành phần của nó hoạt động trong các điều kiện khác nhau. Tuy nhiên, với vô số thành phần tham gia vào các chu trình như vậy, các công cụ phần mềm hoàn toàn cần thiết để nghiên cứu hoạt động của chu trình và tương tác giữa các thành phần. Mô phỏng hệ thống AxSTREAM là công cụ phần mềm của SoftInWay cho phép các kỹ sư nghiên cứu và tối ưu hóa các chu trình bằng các phương pháp như Thiết kế thí nghiệm và Monte Carlo. Nền tảng này cung cấp một phòng thí nghiệm ảo nơi người ta có thể điều chỉnh và thử nghiệm các thiết lập khác nhau để tìm ra những thiết lập mong muốn nhất, cả ở trạng thái ổn định và điều kiện nhất thời.

Chu trình kết hợp trong Mô phỏng hệ thống AxSTREAM — Hình 2 Chu trình hơi và khí kết hợp được mô hình hóa trong Mô phỏng hệ thống AxSTREAM

Trong mạng chất lỏng nhiệt, chất lỏng di chuyển qua các phần tử khác nhau với áp suất, nhiệt độ và vận tốc cụ thể. Mỗi phần tử tương tác với những phần tử khác theo những cách riêng và những tương tác này xác định đặc điểm của từng thành phần. Trong bối cảnh các chu trình nhiệt động lực học, các kỹ sư phải đối mặt với nhiệm vụ mô hình hóa mạng lưới chất lỏng nhiệt để mô phỏng dòng chất lỏng và nhiệt qua các phần tử. Làm như vậy đòi hỏi phải chia nhỏ mô hình đường dẫn chất lỏng, bề mặt trao đổi nhiệt và cấu trúc rắn thành các phần tử 1D được kết nối. Điều này giúp nắm bắt được sự tương tác phức tạp giữa các thành phần khác nhau, cung cấp sự hiểu biết chi tiết về động lực học chất lỏng nhiệt trong hệ thống.

Mô phỏng hệ thống AxSTREAM vượt trội ở cả mô hình hóa cấp hệ thống và mô hình hóa mạng lưới chất lỏng nhiệt. Mặc dù công cụ này giúp dễ dàng lập mô hình riêng biệt cho cả hai, nhưng nó cũng cho phép ghép chúng thành một biểu diễn thống nhất. Nền tảng này bao gồm một thư viện gồm hơn 100 phần tử 0D và 1D đa dạng có thể truy cập thông qua giao diện thân thiện với người dùng, giúp việc tạo các hệ thống 0D & 1D kết hợp trở nên đơn giản và dễ hiểu. Ví dụ: người dùng có thể lập mô hình động cơ tua-bin khí với tất cả các phần tử 0D cần thiết, sau đó ghép trực tiếp các chi tiết hệ thống nhiên liệu với mô hình của họ (Hình 3).

Hình 3 Tua bin khí làm mát bằng phun nhiên liệu

Tất nhiên, các mô hình tốt dựa trên các yếu tố chính xác thu được từ dữ liệu hiệu suất chính xác và chi tiết thành phần toàn diện. AxSTREAM's các mô-đun đường dẫn luồng tạo điều kiện thuận lợi cho việc này bằng cách cung cấp nhiều cách để xác định dữ liệu hiệu suất. Người dùng có thể nhập bản đồ hiệu suất thành phần vào Mô phỏng hệ thống AxSTREAM mô hình, mặc dù độ chính xác có thể bị hạn chế đối với các nghiên cứu ảnh hưởng dòng chảy thứ cấp. Ngoài ra, thiết kế bên trong AxSTREAM cho phép phân tích dòng trung bình 1D và dòng chảy 2D trong các điều kiện cụ thể, nâng cao độ chính xác. Để có những dự đoán nâng cao, hãy tận dụng trí tuệ nhân tạo trong AxSTREAM cung cấp một tùy chọn phức tạp, đảm bảo người dùng có thể điều chỉnh cách tiếp cận của mình để đáp ứng các yêu cầu phân tích cụ thể.

Các mô hình AI học máy của SoftInWay tạo điều kiện thuận lợi cho việc thiết kế sơ bộ cho máy tuabin. Chỉ cần nhấn nút, các mô hình này sẽ xây dựng các hình học 3D đầy đủ và tự động tạo ra các bản đồ hiệu suất – một sự phù hợp lý tưởng cho Mô phỏng hệ thống AxSTREAM. Điều này cho phép người dùng tập trung vào các mô hình cấp cao trong khi AI tạo ra những cỗ máy thực tế.

Hình 4 Thiết kế sáng tạo trong Nền tảng AxSTREAM

AxSTREAM cũng tích hợp các mô-đun bổ sung, bao gồm AxCFD để phân tích CFD, AxSTRESS như một bộ giải phần tử hữu hạn và các mô-đun cho mang và động lực cánh quạt. Sau khi máy được tạo, việc xác thực trong các mô-đun này sẽ đảm bảo các giải pháp và dữ liệu hiệu suất chính xác hơn.

AxSTREAM nổi bật như một công cụ quan trọng trong lĩnh vực phát triển hệ thống năng lượng. Bằng cách tích hợp mô hình hóa cấp hệ thống và mô hình hóa mạng nhiệt-chất lỏng thông qua các phương pháp tiếp cận 0D-3D, nó cung cấp sự hiểu biết toàn diện về các hệ thống phức tạp. Khả năng thích ứng của nền tảng phần mềm này được nhấn mạnh bởi khả năng kết hợp các yếu tố mô hình hóa đa dạng, từ đó tạo điều kiện tối ưu hóa chu trình hiệu quả. AxSTREAM bổ sung thêm sự đóng góp đáng kể bằng cách cung cấp dữ liệu hiệu suất chính xác, đồng thời sử dụng các phương pháp đổi mới như trí tuệ nhân tạo cho mô hình dự đoán. Được bổ sung bởi các mô-đun chuyên dụng, AxSTREAM đảm bảo xác nhận mạnh mẽ các giải pháp và dữ liệu hiệu suất. Nó không chỉ phục vụ để đẩy nhanh sự phát triển công nghệ mà còn đảm bảo khả năng tương thích và bao gồm hỗ trợ kỹ thuật ổn định. Về bản chất, AxSTREAM nổi lên như một bộ công cụ rất cần thiết để lập mô hình tổng thể và tối ưu hóa các hệ thống động cơ và chuyển đổi năng lượng.

Quan tâm đến việc tìm hiểu thêm về AxSTREAM? Liên lạc! Gửi email cho chúng tôi theo địa chỉ Bán hàng@softinway.com để thiết lập một bản demo riêng tư.