【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 析類(lèi)型（例如不可壓縮穩(wěn)態(tài)類(lèi)型）l Description——說(shuō)明當(dāng)用戶(hù)選擇一種模型類(lèi)型時(shí)，其參量就會(huì)顯示在下面的列表中。它們包括：1. 分析類(lèi)型——顯示分析類(lèi)型的詳細(xì)信息2. 說(shuō)明——為分析添加簡(jiǎn)要說(shuō)明3. 所有人——模型所有人的名字4. 數(shù)據(jù)和時(shí)間——模型數(shù)據(jù)和分析運(yùn)行的時(shí)間5. OK?——分析運(yùn)行狀態(tài)，有三種情況：A． YesB． NoC． Crash6. 觀點(diǎn)評(píng)測(cè)——允許用戶(hù)輸入模擬計(jì)算的詳細(xì)信息。單擊旁邊的字段框顯示出按鈕，然后單擊按鈕打開(kāi)Result Observation窗口，輸入詳細(xì)信息然后單擊OK。在很多種情況下，分析結(jié)果不能收斂但卻存儲(chǔ)了不收斂的結(jié)果，運(yùn)行狀態(tài)顯示為“NO”。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，請(qǐng)仔細(xì)核對(duì)輸入的數(shù)據(jù)和檢查上述的日志文件。用戶(hù)可以利用適時(shí)報(bào)告打印警告和錯(cuò)誤報(bào)告。 結(jié)果繪制表格選擇將要繪制的組件（利用CTRL鍵可以多選） 選擇結(jié)果類(lèi)型，然后單擊Draw按鈕。下圖顯示了通過(guò)每個(gè)組件流量，其中壓力源選擇接口1，其他組件選擇接口2.在示意圖中還可以繪制多個(gè)結(jié)果。選擇結(jié)果類(lèi)型單擊Draw，然后選擇append復(fù)選框，這樣會(huì)保留以前的繪制結(jié)果。 結(jié)果繪圖當(dāng)查看動(dòng)態(tài)模擬結(jié)果時(shí)，數(shù)據(jù)按照下面的方式顯示： 想要查看某一個(gè)參量結(jié)果時(shí)，單擊對(duì)應(yīng)區(qū)域，就會(huì)出現(xiàn)三個(gè)圖標(biāo)（如上圖），它們的功能分別為：l 在繪圖窗口中繪制選中的特性l 在列表窗口中列出選中的特性l 將該特性作為X軸繪圖 生成報(bào)告生成報(bào)告按鈕位于Result Sets/Audit工作區(qū)中。報(bào)告包括：l 錯(cuò)誤報(bào)告n 模擬分析失敗時(shí)寫(xiě)入報(bào)告n 產(chǎn)生針對(duì)問(wèn)題的錯(cuò)誤通知n 模擬分析成功時(shí)報(bào)告為空l(shuí) 警告報(bào)告n 包含假設(shè)n 非收斂報(bào)告n 參數(shù)和曲線(xiàn)溢出報(bào)告l 用戶(hù)結(jié)果報(bào)告n 允許用戶(hù)選擇報(bào)告的結(jié)果類(lèi)型n 允許用戶(hù)選擇生成結(jié)果的組件和節(jié)點(diǎn)n 個(gè)性化的報(bào)告格式，允許加入公司Logol 輸入數(shù)據(jù)核對(duì)報(bào)告n 關(guān)于兩種結(jié)果的對(duì)比報(bào)告第二章 穩(wěn)態(tài)分析問(wèn)題分析功能主要有：l 單管道系統(tǒng)分析l 多支路系統(tǒng)分析l 循環(huán)和支路系統(tǒng)分析Flowmaster不可壓縮和可壓縮模塊為建立真實(shí)流動(dòng)模型提供了豐富的系統(tǒng)組件，這些組件包括： ? Air conditioning ? Heat exchangers? Airside systems ? Lubrication systems? Pipes and passages ? Junctions? Bends ? Orifices? Valves ? Reservoirs? Transitions ? Accumulators? Pumps ? Diaphragms? Controllers ? Weirs? COM controllers ? Miscellaneous? Electromechanical sources ? Super ponents? Discrete losses ? Solids在一個(gè) Flowmaster系統(tǒng)模型中所能使用的總的部件數(shù)受用戶(hù)所使用的license許可文件控制，但是系統(tǒng)的復(fù)雜程度卻沒(méi)有受到限制。通常在建模過(guò)程中，應(yīng)盡量根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，簡(jiǎn)化后的系統(tǒng)模型能夠大大的縮短計(jì)算時(shí)間，并能夠在不損害模擬有效性的前提下提高模型的可管理性。對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化可以參考以下幾點(diǎn)：l 可以忽略系統(tǒng)中流動(dòng)阻力較小的部件，因?yàn)楹雎赃@些部件并不會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。l 可以用離散損失組件代替系統(tǒng)中眾多的流阻元件，代替的原則是使離散損失組件的流阻等于被替代的眾多部件流阻和，即替代前后系統(tǒng)局部的流阻－流量曲線(xiàn)一致，這樣做將大大提供系統(tǒng)的計(jì)算時(shí)間和收斂性。l 可以用一個(gè)泵元件替代并聯(lián)支路的多個(gè)泵，替代原則同樣為替代前后系統(tǒng)局部壓升－流量曲線(xiàn)不變。 每個(gè)組件家族信息內(nèi)容 管道類(lèi)6種類(lèi)型管道：n Cylindrical——圓柱形n Rectangular——矩形n Hexagonal——六角形n Prismatic——棱形n Rotating hose——旋轉(zhuǎn)管n Internal duct——內(nèi)部管道4種阻力模型：n Colebrook – White模型n Hazen – Williams模型n Fixed Friction模型n Enhanced Friction 模型(僅適用于穩(wěn)態(tài))Friction Model 摩擦阻力模型Flowmaster 管路摩擦阻力模型可以采用經(jīng)驗(yàn)相關(guān)系數(shù)的方法計(jì)算流動(dòng)損失系統(tǒng)，或給定固定值作為流動(dòng)損失系統(tǒng)的方法。阻力選項(xiàng)層流狀態(tài)過(guò)渡區(qū)域湍流狀態(tài)ColebrookWhite模型HazenWilliams模型Fixed 固定系數(shù) 上表中。注意：液體流動(dòng)是以管道總長(zhǎng)度為前提。選項(xiàng) 1: ColebrookWhite 模型n 需要給出管路內(nèi)壁的表面粗糙度，在 Single Phase 穩(wěn)態(tài)計(jì)算用戶(hù)手冊(cè)中給出了典型材料加工工藝管路內(nèi)壁表面粗糙度的數(shù)值。選項(xiàng) 2: HazenWilliams 模型n 在工業(yè)水供給及水分配處理行業(yè)常使用這種模型。選項(xiàng) 3: Fixed Friction 固定摩擦系數(shù)n 當(dāng)雷諾數(shù)大于 Re = 106 以后，損失系數(shù)f 漸漸趨于定值，這種方法減小系統(tǒng)模型的計(jì)算量。n 當(dāng)已知系統(tǒng)壓力梯度時(shí)，可以通過(guò)給定損失系數(shù)的方法對(duì)模型進(jìn)行校正。n 易導(dǎo)致計(jì)算發(fā)生收斂性問(wèn)題(見(jiàn)后)。n 注意——當(dāng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析時(shí)，這種方法易導(dǎo)致系統(tǒng)浪涌預(yù)測(cè)錯(cuò)誤。收斂穩(wěn)定性判據(jù)Flowmaster 管路模型的數(shù)值計(jì)算必須滿(mǎn)足以下穩(wěn)定性判據(jù)：由上述方程可以得出：當(dāng)管路內(nèi)部流量 → 0 時(shí)，摩擦系數(shù)必須→ ∞才能保證上述穩(wěn)定性準(zhǔn)則。當(dāng)選擇選項(xiàng)1和選項(xiàng)2時(shí)可以滿(mǎn)足上述準(zhǔn)則，而選項(xiàng)3則不能滿(mǎn)足。 彎頭類(lèi)相對(duì)來(lái)說(shuō)，彎頭為低流阻元器件，通常只有當(dāng)系統(tǒng)整個(gè)流動(dòng)損失均較小時(shí)才需要考慮彎頭的影響；在較長(zhǎng)的系統(tǒng)管路計(jì)算中往往可以不考慮彎頭的影響。彎頭流阻計(jì)算方程如下：式中： = 彎頭流動(dòng)損失系數(shù) (39。Internal Flow Systems39。, , 1st Edition) = 雷諾數(shù)修正系數(shù) (39。Internal Flow Systems39。,. Miller,1st Edition) = 表面粗糙度修正系數(shù)彎頭的計(jì)算考慮了彎頭流動(dòng)長(zhǎng)度以及相連的管路對(duì)彎頭曲率半徑的影響。在動(dòng)態(tài)分析時(shí)，系統(tǒng)中增加彎頭將大大提高計(jì)算所需時(shí)間。除了 mitre bends（陽(yáng)角彎頭）外所有彎頭均考慮了彎頭內(nèi)流體慣性的影響，但是只有當(dāng)系統(tǒng)流體的慣性對(duì)流動(dòng)產(chǎn)生很大的影響時(shí)，增加彎頭才會(huì)提高計(jì)算的精度。在動(dòng)態(tài)分析中，認(rèn)為彎頭被剛性的固定，因此沒(méi)有考慮壓力波的反射產(chǎn)生，然而通常情況下管路系統(tǒng)的震動(dòng)會(huì)減小壓力波的幅值(常見(jiàn)的流固耦合運(yùn)動(dòng))。 控制閥類(lèi)閥門(mén)的開(kāi)度參數(shù)即可以在參數(shù)表中直接輸入，也可以通過(guò)控件進(jìn)行控制。如果既在參數(shù)表中輸入了開(kāi)度參數(shù)，又使用控件進(jìn)行控制，則控件的參數(shù)值優(yōu)先級(jí)大于參數(shù)表中設(shè)定值。Flowmaster提供了不同閥門(mén)的流動(dòng)損失系數(shù)曲線(xiàn)以及損失系數(shù)隨閥門(mén)開(kāi)度變化曲線(xiàn)(詳見(jiàn)39。Internal Flow Systems39。, . Miller, 1st Edition)，閥門(mén)壓力損失方程為：式中： = 閥門(mén)流動(dòng)損失系數(shù) = 層流修正系數(shù)注意：如果用戶(hù)擁有所使用的特定閥門(mén)的流動(dòng)損失系數(shù)曲線(xiàn)，建議用戶(hù)使用該曲線(xiàn)，而不是使用Flowmaster默認(rèn)的曲線(xiàn)。用戶(hù)自定義的流動(dòng)損失曲線(xiàn)的使用方法見(jiàn)Data Manager一章。Fluid Power模塊中的throttle valve節(jié)流閥與2port 2position DCV閥功能類(lèi)似，當(dāng)流通面積與閥門(mén)開(kāi)度關(guān)系不清楚時(shí)，應(yīng)該使用這種節(jié)流閥門(mén)。pressure reducing valve 減壓閥與 3port 2position DCV 閥可以互換使用，兩種閥門(mén)所需要輸入?yún)?shù)類(lèi)似。pressure relief valve 安全閥的數(shù)學(xué)模型與 short orifice 節(jié)流口一致，并且通常與 valve dynamic控件一同使用用來(lái)模擬各種各樣動(dòng)態(tài)相應(yīng)的控制閥。安全閥的輸入?yún)?shù)非常簡(jiǎn)單，僅僅需要給定壓力－流量關(guān)系曲線(xiàn)。 單向閥在 Single Phase 穩(wěn)態(tài)分析模塊中一共有四個(gè)單向閥可以選擇：SwingCheck Valveswingcheck valve部件可以用來(lái)模擬任何單向流動(dòng)的閥門(mén)，比如check，reflux以及nonreturn等類(lèi)型閥門(mén)。這一類(lèi)型閥門(mén)的特點(diǎn)是通?？梢杂蓧毫p失－流速曲線(xiàn)給定閥門(mén)的流動(dòng)特性。ClapperCheck Valve這類(lèi)閥門(mén)為swingcheck valve中的一種特例，在閥門(mén)的頂部設(shè)置一擺片并依靠流體的流動(dòng)決定擺片的打開(kāi)或關(guān)閉（詳見(jiàn)聯(lián)機(jī)幫助文件）。擺片依靠自身重力而關(guān)閉，當(dāng)出現(xiàn)逆流時(shí)會(huì)輔助擺片關(guān)閉。使用這種閥門(mén)需要提供更詳細(xì)的閥門(mén)參數(shù)，包括閥門(mén)的水力扭矩系數(shù)與閥門(mén)開(kāi)度的關(guān)系曲線(xiàn)。PlugCheck Valve在這類(lèi)閥門(mén)體內(nèi)流體通道發(fā)生 90176。的轉(zhuǎn)變，閥門(mén)內(nèi)部密封銷(xiāo)可以沿垂直方向上下移動(dòng)。當(dāng)密封銷(xiāo)位于閥門(mén)體的最下端時(shí)，閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)流體上游的壓力大于流體下游的壓力時(shí)，密封銷(xiāo)漸漸向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)閥門(mén)逐漸打開(kāi)并最終處于平衡狀態(tài)。Poppet Check Valve這類(lèi)閥門(mén)可以用來(lái)模擬大部分彈簧單向閥，可以有效的阻止管路內(nèi)的反向流動(dòng)。只有當(dāng)流體壓差作用在閥門(mén)盤(pán)上的力大于彈簧壓力的時(shí)候，閥門(mén)才處于打開(kāi)狀態(tài)，并且壓差不同開(kāi)度也發(fā)生變化。這個(gè)部件同樣可以模擬在閥門(mén)打開(kāi)間隙過(guò)程中，壓力分配所引起的遲滯現(xiàn)象。當(dāng)研究閥門(mén)部分開(kāi)啟時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程時(shí)，遲滯現(xiàn)象將非常有意義。在 Fluid Power 穩(wěn)態(tài)分析模塊中同樣有四個(gè)單向閥可以選擇：Simple Check Valve 和 Spring Operated Check Valve 這類(lèi)簡(jiǎn)單的單向閥門(mén)可以用來(lái)阻止管路中的逆流，并且只有當(dāng)正向壓差大于設(shè)定值時(shí)，閥門(mén)才會(huì)打開(kāi)。可以將兩個(gè)simple check valves (沒(méi)有彈簧) 反向設(shè)置來(lái)模擬往復(fù)閥。上述兩個(gè)沒(méi)有彈簧和有彈簧 simple check valves 的主要區(qū)別在于后者在零流量的時(shí)候同樣有非常顯著的壓力損失。當(dāng)閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，僅僅有滲漏流量。Pilot Check Valve pilot check valve 為一個(gè)兩支路部件，擁有兩個(gè)流動(dòng)端口。pilot pressure 端口在閥門(mén)內(nèi)部并與流體入口端相連， pilot pressure 在特定條件下將使閥門(mén)處于打開(kāi)狀態(tài)并發(fā)生逆流，除此之外Pilot Check Valve 的工作特性與simple check valve 一致。這類(lèi)閥門(mén)的典型應(yīng)用是將hydraulic cylinder鎖定在固定位置。需要特別注意的是pilot pressure 端并不是必要的連接端之一，需要提供的參數(shù)包括沿著自由流動(dòng)方向壓力損失與流量關(guān)系曲線(xiàn)以及pilot 反向關(guān)系曲線(xiàn)。 方向控制閥方向控制閥的流動(dòng)特性通過(guò)流通面積―閥芯位置、壓力損失―流量?jī)蓷l關(guān)系曲線(xiàn)進(jìn)行模擬。流動(dòng)通道的面積由端口連接關(guān)系、閥芯位置以及通道面積開(kāi)度曲線(xiàn)共同確定， 對(duì)于相應(yīng)流動(dòng)通道，壓力損失通過(guò)壓力損失――流量特性曲線(xiàn)給出：特定壓降下的流量 = 實(shí)際流量/通道面積比 安全閥Poppet Relief Valve 提動(dòng)式溢流閥poppet relief valve用于模擬流體由系統(tǒng)向外排放過(guò)程，可以用于穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)過(guò)程分析。poppet relief valve可以模擬向大氣中進(jìn)行排放或者不同壓差間的排放，如果流經(jīng)閥門(mén)的壓差大于觸發(fā)壓力，閥門(mén)將加速打開(kāi)。如果動(dòng)態(tài)過(guò)程的時(shí)間步長(zhǎng)大于閥門(mén)的動(dòng)作執(zhí)行時(shí)間，易引起系統(tǒng)分析的不穩(wěn)定。Pressure Relief Valve 減壓閥simple relief valve 處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)會(huì)有少量的溢流，當(dāng)正向流體壓差大于閥門(mén)開(kāi)啟壓力后閥門(mén)打開(kāi)，打開(kāi)后的流量受閥門(mén)上下游壓力、閥門(mén)流動(dòng)特性曲線(xiàn)等因素共同影響。 接頭類(lèi)Flowmaster器件庫(kù)中的接頭部件包括各種角度的T型接頭以及Y型接頭，各種接頭又分為不同的流通支路面積比。l T 30176。l T 45176。l T 60176。l T 90176。l Y (A1 + A2 = A3)l T (A1 = A2 = A3)接頭屬于低流動(dòng)損失部件，只有當(dāng)接頭與管路的連接損失較大時(shí)才會(huì)對(duì)系統(tǒng)的結(jié)果產(chǎn)生較大的影響，此外，建議在建模時(shí)忽略接頭元件，因?yàn)樵黾咏宇^元件會(huì)大大提高動(dòng)態(tài)計(jì)算所需時(shí)間。接頭元件忽略了接頭內(nèi)部流體的慣性，只考慮了接頭流動(dòng)損失對(duì)系統(tǒng)的影響。在《Internal Flow Systems》一書(shū)中，并沒(méi)有考慮支路流量小于總流量10%的情況、以及沒(méi)有考慮支路面積小于干路面積20%的情況， Flowmaster將對(duì)超過(guò)這些范圍的流動(dòng)情況根據(jù)插值進(jìn)行計(jì)算，但這樣插值后系統(tǒng)支路的過(guò)小流量易導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生穩(wěn)定性問(wèn)題；這種情況下T接頭的流動(dòng)損失將非常小，建議在系統(tǒng)中省略接頭元件，以防引起計(jì)算收斂錯(cuò)誤，因?yàn)楫?dāng)接頭支路流量為零時(shí)，接頭的損失也趨于零，此時(shí)省略接頭元件對(duì)系統(tǒng)結(jié)果引起的誤差是可以被忽略不記的。extreme edges類(lèi)型的Y型接頭流動(dòng)損失并沒(méi)有提供詳盡的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，用戶(hù)在使用這類(lèi)接頭時(shí)要更多的注意，為了避免不切實(shí)的計(jì)算結(jié)果，F(xiàn)lowmaster對(duì)這類(lèi)接頭的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了限定。 過(guò)渡接頭類(lèi)Flowmaster 提供了兩種過(guò)渡接頭元件：l Abrupt Transitio