Пользователи Flownex® 2022 получат доступ к новому решателю для переходных процессов, возможностям создания сложных газожидкостных смесей, встроенному инструменту для создания моделей пониженного порядка (ROM) на основе машинного обучения и многому другому.
В новой версии стал доступен безитерационный решатель для переходных процессов, позволяющий выполнять расчет переходных процессов до 10 раз быстрее. Также появилась возможность создавать сложные газожидкостные смеси, состоящие одновременно из смесей жидкостей и смесей газов. Новый модуль машинного обучения позволит разрабатывать ROM-модели теплогидравлических сетей, которые можно экспортировать как формат FMU. Встроенный инструмент записи видео теперь можно использовать для записи графиков, синхронизированных с решением переходных процессов. Кроме того, были обновлены корреляционные зависимости для расчета двухфазного теплообмена, повышающие точность моделирования. Новая версия Flownex® также совместима с экранами 4K и имеет улучшенный пользовательский интерфейс для работы с графиками, скриптами и другими функциями.
Новый безитерационный решатель для переходных процессов
По сравнению с обычным итерационным решателем, безитерационный решатель значительно увеличивает скорость расчета переходных процессов, устраняя необходимость выполнения итерационного решения на каждом временном шаге. Это преимущество проявляется на теплогидравлических сетях любого размера, но особенно заметно в тех случаях, когда необходимо моделировать большие системы в течение долгого времени.
Пользователь может оперативно переключаться между итерационным и безитерационным решателями переходных процессов с помощью специального пользовательского диалога, находящегося в настройках решателя переходных процессов. Для удобства доступа соответствующий переключатель был также добавлен закладку основного меню «Home».
Безитерационный динамический решатель сохраняет неявную связь давления и скорости, используемую итерационным решателем. Это максимально увеличивает численную устойчивость решения в типовых гидравлических системах. Так как результаты решения «давление-расход» итерационно не связаны с расчетом энтальпии, метод можно классифицировать как полунеявный.
Вместо применения последовательных итераций с не полной релаксацией для получения сходящегося решения, все основные уравнения полностью линеаризуются по отношению к первичным переменным и времени, с использованием уточненный градиентов и производных без релаксации. За счет этого при применении безитерационного динамического решателя все входные параметры Convergence, Relaxation Parameter и Iterations становятся избыточными.
Описание сложных газожидкостных смесей
Расширения в новой версии Flownex SE позволяют создавать сложные смеси всех типов жидкостей. При создании смеси жидкостей у пользователя появилась возможность выбирать более одной жидкости и более одного газа, присутствующих в каждой из этих фаз. На приведенном ниже рисунке показан пример того, как пользователь может создать сложную газожидкостную смесь, состоящую одновременно из нескольких жидкостей и газов.
Правила смешивания для транспортных параметров применяются отдельно к каждой из фаз. В случае газожидкостной смеси применяются дополнительные правила смешивания газа и жидкости при расчете транспортных параметров газожидкостной смеси.
Для этой возможности в пользовательский интерфейс было добавлено специальное диалоговое окно. В остальном он не изменился. Массовые доли смеси задаются, как и прежде, но список компонентов при этом расширен и включает все компоненты газожидкостного потока.
Аналогично отображаются результаты расчета массовых долей компонентов потока сложной смеси, как показано на рисунке 5.
Так как на фазовые переходы в двухфазных потоках значительно влияет присутствие всех двухфазных жидкостей, новая возможность пока не распространяется на смеси двухфазных потоков, учитывающие процессы испарения и конденсации. Тем не менее, можно создать двухфазную смесь жидкости и газа, где смесь газов может сочетаться с одной двухфазной жидкостью, как показано на рисунке 6.
Редактор ROM-моделей
Flownex® ROM Builder позволяет создавать кроссплатформенные FMU-модели, содержащие нейронные сети, обученные на данных анализа чувствительности. Мастер создания ROM-модели проводит пользователя через этапы задания входных параметров и результатов расчета, создание набора данных с помощью анализа чувствительности, задание гиперпараметров нейронной сети, оценку качества обученной нейронной сети и экспорт ROM-модели в формат FMU с помощью единого диалогового окна. Соответствующее диалоговое окно ROM Builder показано на рисунке ниже:
Запись видео
В новой версии добавлена возможность записи экрана, синхронизированная с расчетом переходных процессов. Для этого параметры записи видео добавлены в свойства каждого графика. Если для параметра «Записать график как видео» (Record graph as video) установлено значение «Да» (Yes), то новое видео записывается при каждом запуске динамического расчета. В параметрах задачи «Видеозапись» (Video Recorder) в разделе «Решатели» можно также настроить Flownex® на запись всего экрана.
Теплообмен в двухфазных потоках
В расчет двухфазных потоков добавлена возможность использования нормализованных коэффициентов Штейнера и Таборека. Была также обновлена модель лучистого теплообмена. В предыдущих версиях нормализованные коэффициенты Штайнера и Таборека были запрограммированы жестко и поэтому были доступны только для ограниченного числа двухфазных потоков. В новой версии коэффициенты перемещены в файлы данных двухфазных жидкостей. При этом мастер создания жидкостей был обновлен таким образом, чтобы пользователь мог указать соответствующие значения. Используемый в настоящее время формат файла данных о двухфазных потоках также обеспечивает выбор модели лучистого теплообмена, которая далее используется при расчете соответствующего потока.
ДРУГИЕ УЛУЧШЕНИЯ
Пользовательский интерфейс
В графический интерфейс пользователя (GUI) добавлена совместимость с разрешением 4K.
Динамические воздействия (ACTIONS)
Добавлена возможность указать динамическое воздействие типа Ramp. При создании воздействия Ramp пользователь может указать продолжительность и конечное значение воздействия, а не коэффициенты прямых линий, как было ранее.
Единицы измерений (UNINS)
- Добавлены единицы измерений mils, которые используются для описания вибрации.
- Добавлена возможность сброса единиц измерений из текущей выбранной системы единиц к системе единиц умолчанию. Это действие доступно через контекстное меню свойств, как показано ниже.
Графики (GRAPH)
- Добавлен параметр для маркеров, чтобы они отображались сплошными или полыми.
- Добавлен маркер типа ThinCross.
- Появилась возможность группировать графики с одинаковыми единицами измерений по оси Y. Параметр «Отображать несколько осей Y» (Display multiple Y-Axis) заменен на «Отображаемые оси» (Axes displayed).
Графики параметров элементов (COMPONENT CHARACTERISTIC GRAPHS)
- На графике характеристик компрессора добавлена возможность просмотра всех углов поворота направляющего аппарата.
- Теперь отображение углов поворота доступно для включения/отключения в легенде графика.
- Значения всех измерений диаграммы отображаются во всплывающей подсказке.
- Функция построения только ближайших линий по-прежнему доступна. Для этого надо установить для параметра «Показать ближайшие фоновые линии» значение «Да».
- По умолчанию для графиков в новых и старых проектах управление отображением линий производится через «чекбоксы».
Скрипты (SCRIPTING)
- Элемент «Script» был обновлен таким образом, что функция «Initialise» вызывается только один раз перед статическим расчетом, а «Cleanup» – один раз после статического расчета. Это делается, если активирован хотя бы один из параметров «Before», «During» или «After Steady State». Ранее при статическом расчете вызов выполнялся несколько раз, если было активировано более одного параметра.
- Функции «Initialise» и «Cleanup» итерационного скрипта теперь работают аналогично обычному скрипту и вызываются до и после каждого статического или динамического расчета.
- Шрифт редактора кода был изменен на monotype, чтобы лучше выравнивались интервалы.
- Был добавлен репозиторий, позволяющий упростить обмен значениями переменных между скриптами. Репозиторий также можно загружать и сохранять по мере необходимости.
Репозиторий используется следующим образом:
Добавление или изменение значения:
IPS.Scripting.SharedValueRepository.AddOrUpdateDoubleValue("MyVal", 10.0);
Получение доступа к значению из другого скрипта:
double val = IPS.Scripting.SharedValueRepository.GetDoubleValue("MyVal");
Репозиторий поддерживает следующие функции:
- void AddOrUpdateDoubleValue(string Name, double Value);
- void AddOrUpdateIntegerValue(string Name, int Value);
- void AddOrUpdateBooleanValue(string Name, bool Value);
- void AddOrUpdateStringValue(string Name, string Value);
- void AddOrUpdateValue(string Name, System::Object^ Value);
- double GetDoubleValue(string Name);
- int GetIntegerValue(string Name);
- bool GetBooleanValue(string Name);
- string GetStringValue(string Name);
- System::Object^ GetValue(string Name);
- bool HasValue(string Name);
- void SaveRepository(string FileName);
- void LoadRepository(string FileName);
Рисование (DRAWING)
Добавлена настройка приложения, позволяющая начинать просмотр новых страниц с их геометрической середины. Этот параметр по умолчанию имеет значение false.
Снимки состояний модели (SNAPS)
В параметры приложения добавлен пункт «По умолчанию включить снимок состояния перед запуском» (Turn snap before run on by default). Этот параметр по умолчанию имеет значение «ложь» (false), но если пользователь изменит его значение на «истина» (true), то он будет включен для всех новых проектов.
Импорт PCF (PCF IMPORTING)
Добавлена возможность импорта по умолчанию элементов гидравлических сетей отличных от труб. Ранее по умолчанию импортировались только трубы.
Передача параметров (DATA TRANSFER LINKS)
- Реализована возможность двунаправленной передачи данных через одну связь. Пользователь может перетаскивать параметры с левой или правой стороны диалогового окна «Data Transfer Link Setup». Направление передачи значения указано стрелками. Двунаправленные связи имеют стрелки с обеих сторон, как показано ниже.
- Буквы F и C отображаются рядом со связью, если используется коэффициент (F) или константа (C).
График по длине трубопровода (FLOW PATH GRAPHS)
Добавлена возможность построения графиков по длине вращающегося кольцевого зазора и вращающегося канала.
Падение давления при течении двухфазного потока (TWO PHASE PRESSURE LOSS)
Добавлен вывод результатов расчета потерь давления в двухфазном потоке для модели Локхарта-Мартинелли и других расчетных параметров.
Теплообмен (HEAT TRANSFER)
· Результаты расчета чисел Рейнольдса и Прандтля были добавлены к выходным параметрам элемента конвективного теплообмена.
· Реализовано выявление ошибок для предотвращения соединения одного комплексного элемента теплопередачи с другим через твердотельный узел с неадиабатическими граничными условиями, что является «не физичной» конфигурацией.
Совместный расчет с RELAP (RELAP COUPLING)
- Добавлена возможность сохранять выходной файл каждого временного шага расчета, проводимого в Relap.
- Исправлена проблема, из-за которой незначительные правки удалялись в файлах Relap.
- У пользователей появилась возможность добавлять дополнительные входы или выходы к совместному гидравлическому решателю. Это особенно полезно для извлечения дополнительных результатов из результатов расчета Relap.
Логирование (COMMAND LOGGING)
- Flownex SE® записывает большинство действий пользователя в файл. Этот журнал полезен для отслеживания того, что и когда было изменено в проекте.
- Файлы журнала находятся в папке проекта в подпапке CmdRec\Logs.
- Для каждого нового сеанса Flownex® записывает новый журнал с датой и временем сеанса. Имя пользователя, операционная система и имя компьютера записывается в начале каждого файла.
- В файл записываются следующие действия пользователя:
- Взаимодействие с областью рисования модели (например, добавление, удаление, выбор компонентов).
- Взаимодействие со страницами (открытие, закрытие, выбор страниц).
- Взаимодействие со снимками состояний моделей (сохранение, загрузка).
- Настройка входов элементов.
- Команды запуска решений (запустить статический расчет, запустить динамический расчет, остановить расчет и т. д.).
FMI
- Экспортированные FMU Flownex® теперь запускают отдельную консоль, которая взаимодействует с запущенным экземпляром Flownex®. Это делается для того, чтобы мастер-симулятор мог выгрузить двоичный файл FMU. Ранее двоичный файл был заблокирован до тех пор, пока главный процесс симулятора не остановится из-за того, что CLR загружался как часть двоичного файла. Весь код CLR теперь загружается в отдельный консольный процесс.
- Заблокированный двоичный файл выдавал предупреждение или ошибку при выгрузке FMU, хотя FMU функционировал правильно.
Импорт из NIST
Инструмент импорта жидкостей NIST был обновлен так, чтобы отображать все доступные в NIST жидкости и смеси.
ИСПРАВЛЕННЫЕ ОШИБКИ
Слой результатов расчета
- Исправлена ошибка, из-за которой слой результатов моделей в 3D-виде не обновлялся при расчете переходных процессов.
- Слой результатов теперь обновляется после загрузки снимка состояниями модели (Snap).
- Исправлено использование абсолютного значения в слоях результатов.
- В слоях результатов массового расхода, объемного расхода и скорости теперь используются абсолютные значения.
ПИД-контроллер скорости
Исправлена ошибка, из-за которой состояние ПИД не сохранялось в снимках состояния модели (Snaps).
Текстовые поля (drawing texts)
Исправлена ошибка, связанная с кнопкой «Отменить» (Cancel), когда при нажатии этой кнопки изменения отменялись не полностью.
Элемент Excel
Исправлена ошибка, из-за которой состояние модели (Snaps) загружалось некорректно, если модель не была предварительно сохранена или редактор не был предварительно открыт.
Обзор результатов
Исправлена ошибка, из-за которой состояние Solving Of/Off не сохранялось в проекте. В результате пользователю приходилось повторно включать его каждый раз, когда он открывал проект.
API
Исправлена ошибка, из-за которой иногда появлялось исключение в пользовательском интерфейсе при использовании API. Это происходило, когда API использовался для теплогидравлической сети с открытыми графами.
Воздуховоды (DUCTING)
Добавлена всплывающая подсказка с результатами для всех элементов разветвления потока (Junction).
Объемный насос (POSITIVE DISPLACEMENT PUMP)
Исправлены единицы измерения для NPSH на графиках.
Перепускной клапан (EXCESS FLOW VALVE)
Добавлена всплывающая подсказка с результатами для перепускного клапана.
Узлы (NODES)
Исправлена ошибка, из-за которой пользователь мог подключить несколько копий узла или элемента к соединению, которое разрешает только одно подключение. Это вызывало ошибку в решателе, которая была трудно отслеживаемой.
Предупреждения и ошибки
- Обновлено описание ошибки MATRIX_NOT_POSITIVE_DEFINITE. Теперь дополнительно отображается узел, связанный с этой ошибкой.
- Добавлено предупреждение при выявлении в узле значительной невязки по энергии, когда уравнения энергетического баланса не сходятся.
Скрипт нейтронной характеристики реактора (NEUTRONICS SCRIPT)
- Скорректирована реализация результатов расчета параметров «Total power» и «Transient Fix power» для скрипта Neutronics.
- Исправлена ошибка неправильного вызова функции Initialisation в скрипте Neutronics, а также добавлена функция Cleanup.
Граничные условия
- В случае, если источник с массовыми долями компонентов отключался после их указания, массовые доли не сбрасывались до 1 и 0, как в случае с обычным указанием массовой доли.
- Исправлена проблема, из-за которой связь по параметрам (Data Transfer Link) могла записывать и изменять температуру граничного условия, даже если параметр задания температуры в ГУ был отключен.
Теплообмен
Устранена ошибка в отображении результатов расчета теплопроводности (Conduction), из-за которой происходила рассинхронизация при переключении от результатов конвекции во входном узле к результатам для элемента теплопроводности, если в результатах расчета входной конвекции было выбрано приращение, отличное от 1.
Теплообмен в двухфазных потоках
- Коэффициенты Штайнера и Таборека теперь указываются в файле спецификации двухфазного потока и больше не являются жестко запрограммированными. Для жидкостей из библиотеки Flownex®, которые не указаны в исходной статье Steiner and Taborek, даны приблизительные значения, о чем выдается предупреждение.
- Теперь при расчете используется критическое значение теплового потока, если температура стенки соизмерима с рассчитанным критическим тепловым потоком. Ранее при расчете температуры стенки использовался текущий результат расчета теплового потока без учета критического значения.
- Справочные таблицы Groeneveld для критического теплового потока и пленочного кипения обновлены до последних актуальных версий.
V&V
Инструмент Validation Runner переименован в Verification Runner. Verification Runner теперь включен в модуль Nuclear и больше не требует отдельной лицензии, если есть лицензия на модуль Nuclear.
Воздействия (ACTIONS)
Исправлена ошибка, из-за которой в воздействия неправильно передавались целочисленные значения в начале воздействия. Начальное значение целочисленного параметра всегда передавалось как смещение. Об этой ошибке сообщалось, как о проблеме, связанной с элементом Multiplexer, но это была общая проблема.