CN112069462A - 一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法 - Google Patents

一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112069462A
CN112069462A CN202010891574.8A CN202010891574A CN112069462A CN 112069462 A CN112069462 A CN 112069462A CN 202010891574 A CN202010891574 A CN 202010891574A CN 112069462 A CN112069462 A CN 112069462A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
air
wind tunnel
icing wind
pipeline
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010891574.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112069462B (zh
Inventor
王小飞
罗昌俊
马永一
司洞洞
郑娟
黄智强
明丽洪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Computational Aerodynamics Institute of China Aerodynamics Research and Development Center
Original Assignee
Computational Aerodynamics Institute of China Aerodynamics Research and Development Center
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Computational Aerodynamics Institute of China Aerodynamics Research and Development Center filed Critical Computational Aerodynamics Institute of China Aerodynamics Research and Development Center
Priority to CN202010891574.8A priority Critical patent/CN112069462B/zh
Publication of CN112069462A publication Critical patent/CN112069462A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112069462B publication Critical patent/CN112069462B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/18—Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/23—Updating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)

Abstract

本发明适用于风洞试验技术领域，提供了一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法，其包括以下步骤，构造拓扑结构模型；建立监测系统；采集大型结冰风洞的状态、高压空气系统的状态；获得大型结冰风洞消耗的现场压力；判断大型结冰风洞的供气方式；更新拓扑结构模型，获得大型结冰风洞的管道容积V；通过压差法计算大型结冰风洞的高压空气资源消耗。本发明通过构建模型的方式，将高压空气系统、大型结冰风洞之间的实际的物理拓扑结构关系进行了表达，因此，本发明能够判断大型结冰风洞的供气方式，并且能够根据供气方式的不同，计算高压空气资源消耗。

Description

一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法
技术领域
本发明属于风洞试验技术领域，尤其涉及一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法。
背景技术
大型结冰风洞是研究飞机等飞行器在结冰气象条件下飞行时，不同部件迎风表面和探测仪器的机外传感器部分的结冰形态、结冰容限及其防除冰技术的地面试验设备。其中，喷雾系统是大型结冰风洞的核心配套设备，以高压空气资源为驱动气体，通过高压气流在喷嘴内部混合腔内对喷雾介质进行冲击后喷出，用以获得飞机穿越含有过冷水滴云层飞行时的模拟云雾环境。
大型结冰风洞存在以下特点：试验时间长、喷雾喷嘴多，试验消耗高压空气资源量大，试验成本高。因此，对大型结冰风洞高压空气资源消耗进行准确计量，是风洞试验运行管理、设备维修维护以及试验成本核算的基础，具有重要的现实意义。
大型结冰风洞存在多种供气方式：机组直供、罐群平气、管道余气供气，现有技术中的计算高压空气资源消耗的方法中，往往不能识别供气方式的不同，更没有针对不同供气方式的计算方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法，旨在解决现有技术中的计算方法不能识别不同的供气方式的技术问题。
本发明提供了一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法，其包括如下步骤：
步骤S1：利用高压空气系统、风洞群之间的拓扑结构关系，构造拓扑结构模型；
步骤S2：建立监测系统，用以监控风洞群中大型结冰风洞的状态，以及高压空气系统的状态；
步骤S3：采集风洞群中大型结冰风洞的状态，采集高压空气系统的状态；
步骤S4：适配风洞群中大型结冰风洞的状态与高压空气系统的状态，获得大型结冰风洞消耗的现场压力；
步骤S5：根据拓扑结构模型，结合大型结冰风洞运行状态、高压机组运行状态、第一阀门和第二阀门的开闭状态，判断大型结冰风洞的供气方式；
步骤S6：更新拓扑结构模型，遍历更新后的拓扑结构模型，获得大型结冰风洞的管道容积V；
步骤S7：通过压差法计算大型结冰风洞的高压空气资源消耗VN；
其中，所述高压空气系统包括高压机组、高压罐群、输气总管、输气支管、第一阀门、第二阀门，高压罐群连接在输气总管的节点上，在节点和高压机组之间设置第一阀门，在高压罐群和节点之间设置第二阀门。
进一步地，所述步骤S4中，现场压力包括资源使用开始时管道压力、资源使用结束时管道压力、资源使用开始时罐群压力、资源使用结束时罐群压力、平气开始时管道压力、平气结束时管道压力、平气开始时罐群压力、平气结束时罐群压力。
进一步地，在步骤S5中，当第一阀门关闭、第二阀门关闭，且输气总管、输气支管中存在余气时，判断大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供气”；
当输气总管、输气支管中存在余气，且第一阀门打开、第二阀门关闭、高压机组打开时，判断大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供气+机组直供”；
当输气总管、输气支管中存在余气，且第一阀门关闭、第二阀门打开、高压机组关闭时，判断大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供气+罐群平气”。
进一步地，当步骤S5中判断大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供”气时，高压空气资源消耗VN＝(资源使用开始时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10。
进一步地，当步骤S5中判断大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供气+机组直供”时，高压空气资源消耗VN＝(资源使用开始时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10+高压机组开启时长×高压机组生产能力。
进一步地，当步骤S5中判断大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供气+罐群平气”时，且当先进行罐群平气再进行大型结冰风洞试验、大型结冰风洞试验过程中结束罐群平气时，高压空气资源消耗VN＝(资源使用开始时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10+(资源使用开始时罐群压力-平气结束时罐群压力)×罐群容积×10+(平气结束时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10+(平气结束时罐群压力-资源使用结束时罐群压力)×罐群容积×10。
进一步地，当步骤S5中判断大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供气+罐群平气”时，且当先进行罐群平气再进行大型结冰风洞试验、大型结冰风洞试验结束时罐群平气未结束时，高压空气资源消耗VN＝(资源使用开始时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10+(资源使用开始时罐群压力-资源使用结束时罐群压力)×罐群容积×10。
进一步地，当步骤S5中判断大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供气+罐群平气”时，且当先进行大型结冰风洞试验再进行罐群平气、大型结冰风洞试验结束时罐群平气未结束时，高压空气资源消耗VN＝(资源使用开始时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10+(平气开始时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10+(平气开始时灌群压力-资源使用结束时灌群压力)×灌群容积×10。
进一步地，当步骤S5中判断大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供气+罐群平气”时，且当先进行大型结冰风洞试验再进行罐群平气时，且大型结冰风洞试验过程中罐群平气结束时，高压空气资源消耗VN＝(资源使用开始时管道压力-平气开始时管道压力)×V×10+(平气开始时管道压力-平气结束时管道压力)×V×10+(平气开始时罐群压力-平气结束时罐群压力)×罐群容积×10+(平气结束时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10。
本发明相对于现有技术的技术效果是：
1.本发明通过构建模型的方式，将高压空气系统、大型结冰风洞之间的实际的物理拓扑结构关系进行了表达，因此，本发明实施例中的大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法，能够自动识别大型结冰风洞正在使用的高压罐群、输气总管、输气支管、第一阀门、第二阀门，进一步判断大型结冰风洞的供气方式，为计算高压空气资源消耗提供基础。
2.本发明能够计算不同供气方式情况下的高压空气资源消耗，尤其是在计算“管道余气供气+罐群平气”时的高压空气资源消耗，本发明的大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法中，根据罐群平气、大型结冰风洞试验的先后顺序的不同、大型结冰风洞试验过程中罐群平气是否结束的不同，而采用了不同的计算方式，因此，高压空气资源消耗的计算结果更为精确，满足了风洞试验运行管理、动力设备维修维护以及试验成本核算对动力资源消耗准确、及时计量的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的高压空气系统与风洞群之间的物理拓扑结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法示意图；
图3是本发明实施例提供的一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算系统的结构图；
图4是本发明实施例提供的管道余气供气+罐群平气的供气时序图一；
图5是本发明实施例提供的管道余气供气+罐群平气的供气时序图二；
图6是本发明实施例提供的管道余气供气+罐群平气的供气时序图三；
图7是本发明实施例提供的管道余气供气+罐群平气的供气时序图四。
具体实施方式
在下文中将参考附图对本发明的各方面进行更充分的描述。然而，本发明可以具体化成许多不同形式且不应解释为局限于贯穿本发明所呈现的任何特定结构或功能。相反地，提供这些方面将使得本发明周全且完整，并且本发明将给本领域技术人员充分地传达本发明的范围。基于本文所教导的内容，本领域的技术人员应意识到，无论是单独还是结合本发明的任何其它方面实现本文所公开的任何方面，本发明的范围旨在涵盖本文中所公开的任何方面。例如，可以使用本文所提出任意数量的装置或者执行方法来实现。另外，除了本文所提出本发明的多个方面之外，本发明的范围更旨在涵盖使用其它结构、功能或结构和功能来实现的装置或方法。应可理解，其可通过权利要求的一或多个元件具体化本文所公开的任何方面。
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示为高压空气系统与风洞群之间的物理拓扑结构示意图。
通常而言，风洞试验的压缩空气通过高压空气系统得以保障，高压空气系统的主体设备包括高压机组1～n1、高压储罐1～n2、配气系统，其中，高压机组由压缩机组成；高压储罐的数量通常为多个，多个高压储罐组成了罐群；配气系统包括高压空气从高压机组生产、高压罐群存储、再输送到风洞所需的阀门、管线及附属设备。由于建设成本的考虑，风洞群的配气系统中的管线通常包括输气总管1～n3，每条输气总管分为输气支管1～n4，每条输气支管通常又连接风洞1～n5，以保障多座风洞。风洞1～n5中有一座为大型结冰风洞，共同构成了风洞群。其中，n1、n2、n3、n4、n5分别表示高压机组、高压罐群、输气总管、输气支管、风洞的数量。
高压罐群连接在输气总管的节点O上，在节点O和高压机组之间设置有第一阀门，通过控制第一阀门的开闭，即实现了高压机组向输气总管供气的通断；在高压罐群和节点O之间设置有第二阀门，通过控制第二阀门的开闭，即实现了高压罐群向输气总管供气的通断。
对于大型结冰风洞而言，试验持续时间通常较长，一般为30～60min；单次试验高压空气资源消耗量大，一般为5000～10000Nm3；供气管线长，通常为容积100m3；为保证结冰喷雾喷嘴在低温环境下不结冰堵塞，两次试验的间隔期间仍需要消耗高压空气，因此，需要大型结冰风洞的高压空气资源供给方式灵活多样，包括三种基础供气方式：机组直供、罐群平气、管道余气供气，其中：
机组直供是指打开第一阀门、关闭第二阀门，且输气总管、输气支管中不存在余气的情况下，高压机组直接向输气总管供气，进而通过输气支管向大型结冰风洞供气，此时，高压机组不向高压罐群充气；
罐群平气是指关闭第一阀门、打开第二阀门，且输气总管、输气支管中不存在余气的情况下，将高压罐群中的气体向输气总管供气，进而通过输气支管向大型结冰风洞供气，高压罐群中的气体的压力通常较高；
管道余气供气是指在机组直供、罐群平气均没有发生的情况下，关闭第一阀门、关闭第二阀门，仅利用输气总管、输气支管中的余气，以保障大型结冰风洞进行小流量试验。
在实际的大型结冰风洞试验中，由于输气总管、输气支管中通常具有余气，高压空气资源供给方式还存在以上述基础供气方式的组合供气方式：
管道余气供气+机组直供：输气总管、输气支管中存在余气的情况下，打开第一阀门、关闭第二阀门、打开高压机组；
管道余气供气+罐群平气：输气总管、输气支管中存在余气的情况下，关闭第一阀门、打开第二阀门、关闭高压机组。
供气方式不同，高压空气资源消耗计算的方式也不同，但是供气方式的判断需要综合机组运行状态、试验运行状态、阀门开启状态等信息才能完成。
因此，高压机组、高压罐群、输气总管、输气支管、第一阀门、第二阀门、大型结冰风洞之间构成了一组拓扑结构关系，大型结冰风洞试验需求的不同将导致供气方式的不同，因此，这种拓扑结构关系是非常复杂、动态变化的，具体地，可能每次大型结冰风洞试验所对应的高压机组、高压罐群、输气总管、输气支管、第一阀门、第二阀门可能都不一样，要实时掌握与大型结冰风洞关联的高压机组、高压罐群、输气总管、输气支管、第一阀门、第二阀门的动态信息，就比较困难。
如图2所示为本发明实施例提供了一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法，如图3所示为本发明实施例中提供的一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算系统的结构图。
本发明实施例提供的一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法包括如下步骤：
步骤S1：利用高压空气系统、风洞群之间的拓扑结构关系，构造拓扑结构模型；
步骤S2：建立监测系统，用以监控风洞群中大型结冰风洞的状态，以及高压空气系统的状态；
步骤S3：采集风洞群中大型结冰风洞的状态，采集高压空气系统的状态；
步骤S4：适配风洞群中大型结冰风洞的状态与高压空气系统的状态，获得大型结冰风洞消耗的现场压力；
步骤S5：根据拓扑结构模型，结合大型结冰风洞运行状态、高压机组运行状态、第一阀门和第二阀门的开闭状态，判断大型结冰风洞的供气方式；
步骤S6：更新拓扑结构模型，遍历更新后的拓扑结构模型，获得大型结冰风洞的管道容积V；
步骤S7：通过压差法计算大型结冰风洞的高压空气资源消耗VN；
其中，所述高压空气系统包括高压机组、高压罐群、输气总管、输气支管、第一阀门、第二阀门，高压罐群连接在输气总管的节点O上，在节点O和高压机组之间设置第一阀门，在高压罐群和节点O之间设置第二阀门。
进一步地，为了形成结构化数据，所述步骤S1中：
将高压空气系统、大型结冰风洞以知识的形式进行抽取，形成结构化数据，利用实体、关系、属性进行表示和管理，并借此构建图形数据库模型；通过图形数据库模型构造拓扑结构模型。
具体地，本发明实施例中，可借助Neo4j图形数据库技术，通过节点和边的概念，构建以知识为载体的图形数据库模型，实现物理拓扑结构(即为本发明实施例中的拓扑结构模型)的模型化。这样即实现了终端数据的图形化处理，又可保存数据的自然图形结构。
本发明实施例中，由于将高压空气系统、大型结冰风洞之间的实际的物理拓扑结构关系，通过构建模型的方式进行了表达，因此，本发明实施例中的风洞群高压空气资源消耗的计算方法，能够自动识别结冰风洞正在使用的高压罐群、输气总管、输气支管、第一阀门、第二阀门。
进一步地，所述步骤S2和步骤S3中，所述风洞群中大型结冰风洞的状态包括风洞群中大型结冰风洞的压力、风洞群中大型结冰风洞的资源使用状态，其中，所述资源使用状态包括资源使用请求、资源使用开始、资源使用结束的状态；所述高压空气系统的状态包括高压机组、高压罐群、输气总管、输气支管的压力、第一阀门的开闭状态、第二阀门的开闭状态。
进一步地，步骤S2中的监测系统包括三个部分：硬件部分、接口部分、软件部分，其中：
(1)硬件部分：采用PLC控制系统，不间断循环扫描大型结冰风洞试验或高压空气资源生产过程中的压力、阀门状态、资源使用请求等关键性参数和信号，以达到实时检测、感知和管理测点的目的。
(2)接口部分：采用OPCserver服务器，集成多种插件驱动程序，将高压空气系统的信息上传中心服务器，用于信息集中处理和控制。
(3)软件部分：主要进行数据消耗统计、管线拓扑结构可视化等。
在风洞群侧，大型结冰风洞试验过程中的动态信息以信号的形式上传到调度中心，调度中心负责解析和监控每座大型结冰风洞的试验运行动态，获得风洞试验高压空气“资源使用请求”、“资源使用开始”、“资源使用结束”等信号。
在高压空气系统侧，采集硬件设备传感器信号数据流，通过绑定的OPC服务，根据OPCserver中建立的地址，完成与调度中心服务器的通信，获得高压机组启停状态、各个罐群压力、各个阀门的开启状态、各个管线占用状态。
值得说明的是，本申请中的管线如没有特指，均包含输气总管、输气支管两部分。
进一步地，在调度中心侧，建立大型结冰风洞试验运行状态与高压空气系统的状态的对应关系。具体地，所述步骤S4中，现场压力包括资源使用开始时管道压力、资源使用结束时管道压力、资源使用开始时罐群压力、资源使用结束时罐群压力、平气开始时管道压力、平气结束时管道压力、平气开始时罐群压力、平气结束时罐群压力。
大型结冰风洞试验中，高压空气资源供给方式通常为“管道余气供气”、“管道余气供气+机组直供”、“管道余气供气+罐群平气”。
在步骤S5中，当第一阀门关闭、第二阀门关闭，且输气总管、输气支管中存在余气时，判断大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供气”；
当输气总管、输气支管中存在余气，且第一阀门打开、第二阀门关闭、高压机组打开时，判断大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供气+机组直供”；
当输气总管、输气支管中存在余气，且第一阀门关闭、第二阀门打开、高压机组关闭时，判断大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供气+罐群平气”。
为了保持拓扑结构模型的时效性，在已经建立的动力保障现场的图形数据库模型的基础上，根据大型结冰风洞试验启停时刻采集的现场实时状态，进行拓扑结构模型的更新。
具体地，所述步骤S6中，更新拓扑结构模型包括模式层更新和数据层更新，其中，模式层更新中，针对拓扑结构模型中发生变化的部分，重新以知识的形式进行抽取，更新拓扑结构模型的模式层；数据层更新中，通过监测系统，获取大型结冰风洞在资源使用开始时和资源使用结束时的高压空气系统的状态，以此使维持拓扑结构模型与高压空气系统、风洞的一致性及动态变化的时效性。
为了获得大型结冰风洞的管道容积V，所述步骤S6中，结合广度优化及深度优化遍历算法，遍历更新后的拓扑结构模型。
具体地，在与风洞试验时高压空气系统保障现场保持一致的动态图形数据库模型基础上，结合广度优化及深度优化遍历算法，实现拓扑结构遍历，解决保障路径查询问题，构建从高压机组、到阀门、高压罐群、输气总管、输气支管，再到具体保障风洞的动态拓扑结构模型，获得正在保障风洞试验的罐群、输气总管、输气支管的集合，从而可以得到大型结冰风洞的管道容积V。
最后，在所述步骤S7中，根据步骤S5中判断的大型结冰风洞的供气方式的不同，计算高压空气资源消耗VN的公式也不同，具体地：
当步骤S5中判断的大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供”气时，
VN＝(资源使用开始时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10；
当步骤S5中判断的大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供气+机组直供”时，
VN＝(资源使用开始时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10+高压机组开启时长×高压机组生产能力；
当步骤S5中判断的大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供气+罐群平气”时，则根据罐群平气、大型结冰风洞试验的先后顺序的不同、大型结冰风洞试验过程中罐群平气是否结束的不同，而具有不同的计算方式，具体地：
当先进行罐群平气再进行大型结冰风洞试验，且大型结冰风洞试验过程中结束罐群平气时，其供气时序如图4所示，此时计算高压空气资源消耗VN的公式为：
VN＝(资源使用开始时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10+(资源使用开始时罐群压力-平气结束时罐群压力)×罐群容积×10+(平气结束时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10+(平气结束时罐群压力-资源使用结束时罐群压力)×罐群容积×10；
其中，罐群容积可根据高压灌群的实际尺寸计算得出。
当先进行罐群平气再进行大型结冰风洞试验，且大型结冰风洞试验结束时罐群平气未结束，其供气时序如图5所示，此时计算高压空气资源消耗VN的公式为：
VN＝(资源使用开始时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10+(资源使用开始时罐群压力-资源使用结束时罐群压力)×罐群容积×10；
当先进行大型结冰风洞试验再进行罐群平气时，且大型结冰风洞试验结束时罐群平气未结束，其供气时序如图6所示，此时计算高压空气资源消耗VN的公式为：
VN＝(资源使用开始时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10+(平气开始时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10+(平气开始时灌群压力-资源使用结束时灌群压力)×灌群容积×10；
当先进行大型结冰风洞试验再进行罐群平气时，且大型结冰风洞试验过程中罐群平气结束，其供气时序如图7所示，此时计算高压空气资源消耗VN的公式为：
VN＝(资源使用开始时管道压力-平气开始时管道压力)×V×10+(平气开始时管道压力-平气结束时管道压力)×V×10+(平气开始时罐群压力-平气结束时罐群压力)×罐群容积×10+(平气结束时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10。
因此，本发明实施例中，通过建立高压空气系统与风洞群之间的动态逻辑关联，判断了大型结冰风洞的供气方式，并根据不同的供气方式，提供了不同的计算高压空气资源消耗的公式，满足了风洞试验运行管理、动力设备维修维护以及试验成本核算对动力资源消耗准确、及时计量的需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：利用高压空气系统、风洞群之间的拓扑结构关系，构造拓扑结构模型；
步骤S2：建立监测系统，用以监控风洞群中大型结冰风洞的状态，以及高压空气系统的状态；
步骤S3：采集风洞群中大型结冰风洞的状态，采集高压空气系统的状态；
步骤S4：适配风洞群中大型结冰风洞的状态与高压空气系统的状态，获得大型结冰风洞消耗的现场压力；
步骤S5：根据拓扑结构模型，结合大型结冰风洞运行状态、高压机组运行状态、第一阀门和第二阀门的开闭状态，判断大型结冰风洞的供气方式；
步骤S6：更新拓扑结构模型，遍历更新后的拓扑结构模型，获得大型结冰风洞的管道容积V；
步骤S7：通过压差法计算大型结冰风洞的高压空气资源消耗VN；
其中，所述高压空气系统包括高压机组、高压罐群、输气总管、输气支管、第一阀门、第二阀门，高压罐群连接在输气总管的节点(O)上，在节点(O)和高压机组之间设置第一阀门，在高压罐群和节点(O)之间设置第二阀门。
2.如权利要求1所述的一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法，其特征在于，所述步骤S4中，现场压力包括资源使用开始时管道压力、资源使用结束时管道压力、资源使用开始时罐群压力、资源使用结束时罐群压力、平气开始时管道压力、平气结束时管道压力、平气开始时罐群压力、平气结束时罐群压力。
3.如权利要求2所述的一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法，其特征在于：在步骤S5中，当第一阀门关闭、第二阀门关闭，且输气总管、输气支管中存在余气时，判断大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供气”；
当输气总管、输气支管中存在余气，且第一阀门打开、第二阀门关闭、高压机组打开时，判断大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供气+机组直供”；
当输气总管、输气支管中存在余气，且第一阀门关闭、第二阀门打开、高压机组关闭时，判断大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供气+罐群平气”。
4.如权利要求3所述的一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法，其特征在于，当步骤S5中判断大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供”气时，高压空气资源消耗VN＝(资源使用开始时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10。
5.如权利要求3所述的一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法，其特征在于，当步骤S5中判断大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供气+机组直供”时，高压空气资源消耗VN＝(资源使用开始时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10+高压机组开启时长×高压机组生产能力。
6.如权利要求3所述的一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法，其特征在于，当步骤S5中判断大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供气+罐群平气”时，且当先进行罐群平气再进行大型结冰风洞试验、大型结冰风洞试验过程中结束罐群平气时，高压空气资源消耗VN＝(资源使用开始时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10+(资源使用开始时罐群压力-平气结束时罐群压力)×罐群容积×10+(平气结束时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10+(平气结束时罐群压力-资源使用结束时罐群压力)×罐群容积×10。
7.如权利要求3所述的一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法，其特征在于，当步骤S5中判断大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供气+罐群平气”时，且当先进行罐群平气再进行大型结冰风洞试验、大型结冰风洞试验结束时罐群平气未结束时，高压空气资源消耗VN＝(资源使用开始时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10+(资源使用开始时罐群压力-资源使用结束时罐群压力)×罐群容积×10。
8.如权利要求3所述的一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法，其特征在于，当步骤S5中判断大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供气+罐群平气”时，且当先进行大型结冰风洞试验再进行罐群平气、大型结冰风洞试验结束时罐群平气未结束时，高压空气资源消耗VN＝(资源使用开始时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10+(平气开始时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10+(平气开始时灌群压力-资源使用结束时灌群压力)×灌群容积×10。
9.如权利要求3所述的一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法，其特征在于，当步骤S5中判断大型结冰风洞的供气方式为“管道余气供气+罐群平气”时，且当先进行大型结冰风洞试验再进行罐群平气时，且大型结冰风洞试验过程中罐群平气结束时，高压空气资源消耗VN＝(资源使用开始时管道压力-平气开始时管道压力)×V×10+(平气开始时管道压力-平气结束时管道压力)×V×10+(平气开始时罐群压力-平气结束时罐群压力)×罐群容积×10+(平气结束时管道压力-资源使用结束时管道压力)×V×10。
CN202010891574.8A 2020-08-28 2020-08-28 一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法 Active CN112069462B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010891574.8A CN112069462B (zh) 2020-08-28 2020-08-28 一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010891574.8A CN112069462B (zh) 2020-08-28 2020-08-28 一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112069462A true CN112069462A (zh) 2020-12-11
CN112069462B CN112069462B (zh) 2022-05-31

Family

ID=73659794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010891574.8A Active CN112069462B (zh) 2020-08-28 2020-08-28 一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112069462B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113901591A (zh) * 2021-12-08 2022-01-07 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 热线单元干功率计算方法及基于此的液态水含量计算方法
CN114166459A (zh) * 2022-02-11 2022-03-11 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 一种风洞群中压调度方法
CN114692524A (zh) * 2022-03-31 2022-07-01 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 风洞群高压空气资源动态拓扑结构建模方法、系统及空气消耗量计算
CN114858406A (zh) * 2022-06-02 2022-08-05 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 一种风洞群真空资源的消耗计量方法及系统
CN114926071A (zh) * 2022-06-02 2022-08-19 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 一种风洞群真空系统的动态调度方法及存储介质

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2624547A1 (en) * 2005-10-03 2007-04-12 Central Sprinkler Company System and method for evaluation of fluid flow in a piping system
CN102563932A (zh) * 2012-02-29 2012-07-11 江苏太阳宝新能源有限公司 太阳能光热发电储能罐体气体封离装置及其方法
CN104616579A (zh) * 2015-01-08 2015-05-13 西南石油大学 采气模拟系统及模拟方法
CN106021693A (zh) * 2016-05-16 2016-10-12 西安交通大学 一种风洞多模态实时系统辨识方法
CN106959201A (zh) * 2017-05-18 2017-07-18 西北工业大学 连续式高速风洞液氮降温供配气系统
CN108241782A (zh) * 2018-01-04 2018-07-03 清华大学 一种混合暂态分析方法及混合暂态分析系统
CN109491308A (zh) * 2018-09-26 2019-03-19 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 一种基于隔离耦合的风洞群数据采集方法及其装置
CN110954290A (zh) * 2019-12-09 2020-04-03 中国航天空气动力技术研究院 一种风洞喷流试验压力自动调节系统及方法
CN111238759A (zh) * 2020-03-31 2020-06-05 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种结冰风洞测压试验方法
CN111392066A (zh) * 2020-06-02 2020-07-10 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种直升机旋翼模型结冰风洞试验方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2624547A1 (en) * 2005-10-03 2007-04-12 Central Sprinkler Company System and method for evaluation of fluid flow in a piping system
CN102563932A (zh) * 2012-02-29 2012-07-11 江苏太阳宝新能源有限公司 太阳能光热发电储能罐体气体封离装置及其方法
CN104616579A (zh) * 2015-01-08 2015-05-13 西南石油大学 采气模拟系统及模拟方法
CN106021693A (zh) * 2016-05-16 2016-10-12 西安交通大学 一种风洞多模态实时系统辨识方法
CN106959201A (zh) * 2017-05-18 2017-07-18 西北工业大学 连续式高速风洞液氮降温供配气系统
CN108241782A (zh) * 2018-01-04 2018-07-03 清华大学 一种混合暂态分析方法及混合暂态分析系统
CN109491308A (zh) * 2018-09-26 2019-03-19 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 一种基于隔离耦合的风洞群数据采集方法及其装置
CN110954290A (zh) * 2019-12-09 2020-04-03 中国航天空气动力技术研究院 一种风洞喷流试验压力自动调节系统及方法
CN111238759A (zh) * 2020-03-31 2020-06-05 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种结冰风洞测压试验方法
CN111392066A (zh) * 2020-06-02 2020-07-10 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种直升机旋翼模型结冰风洞试验方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CASSOUDESALLE DENIS 等: "Experimental Investigations of Simulated Ice Accretions at High Reynolds Numbers in the Onera F1 Wind Tunnel", 《1ST AIAA ATMOSPHERIC AND SPACE ENVIRONMENTS CONFERENCE》, 14 June 2012 (2012-06-14), pages 4265 *
HOFFERTH JERROD W. 等: "Reactivation of VKF Wind Tunnel D by AFRL at AEDC: Overview and Subsystem Checkout Results", 《22ND AIAA INTERNATIONAL SPACE PLANES AND HYPERSONICS SYSTEMS AND TECHNOLOGIES CONFERENCE》, 31 December 2018 (2018-12-31), pages 5263 *
孙志国: "飞机结冰数值计算与冰风洞部件设计研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(博士)工程科技Ⅱ辑》, no. 09, 15 September 2013 (2013-09-15), pages 031 - 1 *
熊建军 等: "3m×2m结冰风洞动力系统设计与应用", 《测控技术》, vol. 37, 6 November 2018 (2018-11-06), pages 204 - 208 *
罗昌俊 等: "基于隔离耦合的风洞群集中监测系统设计与实现", 《测控技术》, vol. 38, no. 11, 18 November 2019 (2019-11-18), pages 29 - 32 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113901591A (zh) * 2021-12-08 2022-01-07 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 热线单元干功率计算方法及基于此的液态水含量计算方法
CN113901591B (zh) * 2021-12-08 2022-03-01 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 热线单元干功率计算方法及液态水含量计算方法
CN114166459A (zh) * 2022-02-11 2022-03-11 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 一种风洞群中压调度方法
CN114692524A (zh) * 2022-03-31 2022-07-01 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 风洞群高压空气资源动态拓扑结构建模方法、系统及空气消耗量计算
CN114692524B (zh) * 2022-03-31 2023-05-05 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 风洞群高压空气资源动态拓扑结构建模方法、系统及空气消耗量计算
CN114858406A (zh) * 2022-06-02 2022-08-05 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 一种风洞群真空资源的消耗计量方法及系统
CN114926071A (zh) * 2022-06-02 2022-08-19 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 一种风洞群真空系统的动态调度方法及存储介质
CN114858406B (zh) * 2022-06-02 2023-04-14 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 一种风洞群真空资源的消耗计量方法及系统
CN114926071B (zh) * 2022-06-02 2023-05-09 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 一种风洞群真空系统的动态调度方法及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN112069462B (zh) 2022-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112069462B (zh) 一种大型结冰风洞高压空气资源消耗计算方法
CN107545085B (zh) 一种智能变电站过程层网络联接图自动生成方法
CN109784540A (zh) 一种基于dma分区的供水布局优化系统及优化方法
CN104537908B (zh) 一种基于模型共享的多级调度一体化的仿真系统及方法
CN106060161B (zh) 电、水、气计量与管理物联网试验平台及试验方法
CN105467968B (zh) 一种基于soa架构的供水管网漏耗、降耗智能管理平台
CN113689187B (zh) 一种水务监控管理系统
CN113775939B (zh) 一种供水管网新增漏损的在线识别与定位方法
CN109635501A (zh) 一种基于水力模型的降低供水管网漏损方法
CN108664666A (zh) 一种地下综合管廊三维设备巡检系统
CN114297810A (zh) 一种dma分区拓扑分析验证的方法和系统
CN105739415A (zh) 一种冷藏集装箱远程集中监控系统及方法
CN107862446B (zh) 基于物联网的供水管网综合管理分析系统
CN114723595A (zh) 一种基于水联网平台的排水系统综合管理平台
CN114757797B (zh) 一种基于数据模型驱动的电网资源业务中台架构方法
CN205725840U (zh) 供水管网数据智能采集装置
CN110137964A (zh) 应用于云scada的输电网拓扑图自动生成方法
CN108596577A (zh) 基于bim的三维厂区智能信息管理系统及其使用方法
CN108196493A (zh) 一种基于云平台的智慧水务控制系统及方法
CN109099310B (zh) Lng储罐撬内储罐液位检测系统及方法
CN208888618U (zh) 一种基于gprs通信的远传水表抄表装置
CN205281244U (zh) 一种基于soa架构的供水管网漏耗、降耗智能管理平台
CN208488671U (zh) Lng气化撬远程监控网络装置
CN103279891A (zh) 远程分布式信息化农业植保管理体系及管理方法
CN114692524A (zh) 风洞群高压空气资源动态拓扑结构建模方法、系统及空气消耗量计算

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant