CN116451459A - 一种热流体回路模型物性参数实时可视化方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热流体回路模型物性参数实时可视化方法、装置，该方法包括：接收用户选择的需要实时显示的热流体回路模型的物性参数；基于Modelica语言，对热流体回路模型仿真求解得到实时的物性参数值；根据物性参数值确定与物性参数值对应的红绿蓝RGB值；根据RGB值确定显示的颜色，将颜色显示在热流体回路模型的图形界面上，以实现物性参数实时可视化。本发明解决了目前运用Modelica语言进行建模仿真如MWORKS.Sysplorer、Dymola、SimulationX等集成开发环境(IDE)中热流体回路模型仿真结果无法直观查看的问题。

Description

一种热流体回路模型物性参数实时可视化方法、装置

技术领域

本发明涉及可视化技术领域，尤其涉及一种热流体回路模型物性参数实时可视化方法、装置。

背景技术

在目前运用Modelica语言进行建模仿真如MWORKS.Sysplorer、Dymola、SimulationX等集成开发环境(IDE)中，对实际热流体系统进行建模时，热流体回路模型常包括管道、换热器、储液器、多通及阀门等子模型。

往往热流体系统回路模型仿真结果，不能直观地给用户反映出热流体的物性参数，如温度或焓值在管路中的沿程分布，造成用户对其传热流动过程理解的不便，并且在搭建与调试热流体回路模型过程中，会出现模型求解错误或有些子模型方程错误等体现在物性参数计算结果偏离正常值的情况，需要查看热流体回路中不同的子模型物性参数的计算结果(常见如温度、焓值或压力)，一般很难直接定位或寻找出问题所在的模型，让用户难以辨别。

发明内容

本发明提供了一种热流体回路模型物性参数实时可视化方法、装置，解决了本发明解决了目前运用Modelica语言进行建模仿真如MWORKS.Sysplorer、Dymola、SimulationX等集成开发环境(IDE)中热流体回路模型仿真结果无法直观查看的问题。

一种热流体回路模型物性参数实时可视化方法，包括：

接收用户选择的需要实时显示的热流体回路模型的物性参数；

基于Modelica语言，对所述热流体回路模型仿真求解得到实时的物性参数值；

根据所述物性参数值确定与所述物性参数值对应的红绿蓝RGB值；

根据所述RGB值确定显示的颜色，将所述颜色显示在所述热流体回路模型的图形界面上，以实现物性参数实时可视化。

在本发明的一种实施例中，在根据所述物性参数值确定与所述物性参数值对应的红绿蓝RGB值之前，所述方法还包括：基于用户自定义设置的物性参数的参考值，确定所述参考值对应的RGB值。

在本发明的一种实施例中，确定所述参考值对应的RGB值，具体包括：判断所述参考值与所述物性参数值的大小；若所述物性参考值大于所述参考值，则确定所述物性参考值对应的RGB值范围，显示为第一色系；若所述物性参考值小于所述参考值，则确定所述物性参考值对应的RGB值范围，显示为第二色系。

在本发明的一种实施例中，所述方法还包括：根据物性参数值与所述参考值之差的绝对值确定对应色系的颜色显示程度。

在本发明的一种实施例中，所述物性参数值与所述参考值之差的绝对值越大，所述色系的颜色显示程度越深。

在本发明的一种实施例中，确定所述参考值对应的RGB值，具体包括：将计算出的物性参数值与预设合理参数范围进行比较；根据比较结果确定所述热流体回路模型中各子部件的仿真合理性；若所述子部件的物性参数值不在所述合理参数范围内，则确定所述子部件对应的RGB值，根据所述RGB值显示为表示异常的颜色。

在本发明的一种实施例中，所述方法还包括：在所述热流体回路模型求解过程中，实时保存当前时刻的可视化结果，以便用户查看和分析。

一种热流体回路模型物性参数实时可视化装置，包括：

仿真求解模块，用于接收用户选择的需要实时显示的热流体回路模型的物性参数；基于Modelica语言，对所述热流体回路模型仿真求解得到实时的物性参数值；

匹配模块，用于根据所述物性参数值确定与所述物性参数值对应的红绿蓝RGB值；

显示模块，用于根据所述RGB值确定显示的颜色，将所述颜色显示在所述热流体回路模型的图形界面上，以实现物性参数实时可视化。

一种热流体回路模型物性参数实时可视化设备，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通过总线通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被执行，以实现：

接收用户选择的需要实时显示的热流体回路模型的物性参数；

基于Modelica语言，对所述热流体回路模型仿真求解得到实时的物性参数值；

根据所述物性参数值确定与所述物性参数值对应的红绿蓝RGB值；

根据所述RGB值确定显示的颜色，将所述颜色显示在所述热流体回路模型的图形界面上，以实现物性参数实时可视化。

一种非易失性存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令由处理器执行，以实现下述步骤：

接收用户选择的需要实时显示的热流体回路模型的物性参数；

基于Modelica语言，对所述热流体回路模型仿真求解得到实时的物性参数值；

根据所述物性参数值确定与所述物性参数值对应的红绿蓝RGB值；

根据所述RGB值确定显示的颜色，将所述颜色显示在所述热流体回路模型的图形界面上，以实现物性参数实时可视化。

本发明提供了一种热流体回路模型物性参数实时可视化方法、装置，至少包括以下有益效果：通过对热流体回路模型实时求解，得到出各个部位物性参数的仿真结果，再将物性参数的大小转换成颜色的深浅显示在热流体回路模型的各个位置，以达到物性参数的可视化效果；通过将物性参数的大小转换为颜色深浅的方式，实现了对热流体回路模型物性参数实时可视化的需求，方便用户直观地观察和分析模型中各个位置的物性参数分布情况，提高了模型建立和调试的效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种热流体回路模型物性参数实时可视化方法步骤示意图；

图2为本发明实施例提供的物性参数可视化示例图；

图3为本发明实施例提供的一种热流体回路模型物性参数实时可视化流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种热流体回路模型物性参数实时可视化装置示意图；

图5为本发明实施例提供的一种热流体回路模型物性参数实时可视化设备示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例对本发明进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本发明所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。除非另作定义，本发明所涉及的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本发明所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本发明所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

目前，热流体系统回路模型仿真结果，不能直观地给用户反映出热流体的物性参数，如温度或焓值在管路中的沿程分布，造成用户对其传热流动过程理解的不便，并且在搭建与调试热流体回路模型过程中，会出现模型求解错误或有些子模型方程错误等体现在物性参数计算结果偏离正常值的情况，需要查看热流体回路中不同的子模型物性参数的计算结果(常见如温度、焓值或压力)，一般很难直接定位或寻找出问题所在的模型，让用户难以辨别。

因此，针对以上问题，需要一种基于Modelica的热流体回路模型物性参数实时可视化。本发明提出了一种热流体回路模型物性参数实时可视化方法、装置。下面进行具体说明。

图1为本发明实施例提供的一种热流体回路模型物性参数实时可视化方法的步骤示意图，可以包括以下步骤：

S110：接收用户选择的需要实时显示的热流体回路模型的物性参数；基于Modelica语言，对热流体回路模型仿真求解得到实时的物性参数值。

具体地，用户完成热流体回路模型初始化相关参数设置后，根据需求选择具体哪类的物性参数进行展示，物性参数的类别包括压力、温度或焓值等，在仿真过程中，热流体回路模型中各子模型实时计算其物性参数值，比如压力值、温度值或焓值等。

在本发明的一种实施例中，在根据物性参数值确定与物性参数值对应的红绿蓝RGB值之前，基于用户自定义设置的物性参数的参考值，确定参考值对应的RGB值。

具体地，热流体回路模型中默认设定或用户可自定义某一具体的物性参数的参考值对应的RGB值，以满足用户的个性化需求。

S120：根据物性参数值确定与物性参数值对应的红绿蓝RGB值。

在本发明的一种实施例中，确定参考值对应的RGB值，具体包括：判断参考值与物性参数值的大小；若物性参考值大于参考值，则确定物性参考值对应的RGB值范围，显示为第一色系；若物性参考值小于参考值，则确定物性参考值对应的RGB值范围，显示为第二色系。

具体地，根据物性参数值的大小从小到大排列，将该物性参数值以蓝色到红色不同程度的颜色实时反映在Modelica建模的图形界面中对应的子模型及连线上，方便用户实时查看热流体回路模型各个子模型压力、温度或焓值等物性参数的分布情况。

在本发明的一种实施例中，根据物性参数值与参考值之差的绝对值确定对应色系的颜色显示程度。

进一步地，物性参数值与参考值之差的绝对值越大，色系的颜色显示程度越深。

具体地，设置压力这一物性参数的参考值(即压力值)的对应的RGB值显示为白色，热流体回路模型中大于此压力值对应显示为红色系，小于此压力值对应显示为蓝色系，求解出的物性参数值与参考值相差的绝对值越大，显示的颜色越深。

S130：根据RGB值确定显示的颜色，将颜色显示在热流体回路模型的图形界面上，以实现物性参数实时可视化。

具体地，如图2所示，以展示热流体回路压力分布为例。计算机对于Modelica语言所建立的热流体回路模型，通过仿真求解得出不同的物性参数在热流体回路中各个位置的大小分布，用户选择物性参数-压力实时可视化，这样计算机根据仿真求解出实时模型各个位置的压力，再计算出不同压力大小对应的RGB值，以红到蓝不同深浅的颜色展示在Modelica语言建模图形界面，界面模型颜色分布，由深红到淡红，再到完全淡到白色，再由到淡蓝，最后到深蓝。默认标准大气压1.01325bar为参考值，计算机求解出热流体回路模型各处的压力，红色表示正压，蓝色表示负压，其中水泵的吸入口侧蓝色最深，压力最小，水泵出水口红色最深，表示水压力最大。

在本发明的一种实施例中，确定参考值对应的RGB值，具体包括：将计算出的物性参数值与预设合理参数范围进行比较；根据比较结果确定热流体回路模型中各子部件的仿真合理性；若子部件的物性参数值不在合理参数范围内，则确定子部件对应的RGB值，根据RGB值显示为表示异常的颜色。

具体地，实时计算或保存初始化及求解失败时刻回路模型的物性参数如压力、温度或焓值，以不同程度颜色分布展示，计算机审核回路的每个子部件的物性参数分布是否满足物理规律，进行初步检核子部件仿真的合理性。

例如，水泵吸入口压力大于排出口压力、管道进口压力小于出口压力、冷凝器进口温度或焓值小于出口等违背物理常识及规律的子部件，按照物理变化规律在系统中设置异常部件对应的RGB值显示为正黄色，将物性参数变化不符合常理的子部件，在回路中的可视化结果中直接显示为正黄色，方便用户直观地定位错误及调试。

进一步地，求解的物性参数通过颜色进行分布，对于因计算的物性参数超出介质使用范围而导致的热流体回路模型求解失败，通过设置超出介质使用范围的RGB值显示为黑色。当判断物性参数超出介质使用范围时，计算机能够在模型界面自动显示当前失败时刻的可视化结果，并且对回路中物性参数超出介质使用范围的位置或子部件，在回路中以黑色进行显示。

在本发明的一种实施例中，在热流体回路模型求解过程中，实时保存当前时刻的可视化结果，以便用户查看和分析。

具体地，在调试热流体回路模型求解过程中，除了模型迭代求解得到的物性参数实时界面颜色显示，还能保存模型求解初始化及求解失败时刻回路模型中各处压力、温度或焓值可视化结果，辅助用户根据可视化显示异常定位及调试模型，使得热流体建模调试高效便捷。

进一步地，当计算求解模型失败时，计算机启动保存，即模型界面自动显示当前失败时刻的可视化结果并自动截图保存。

进一步地，热流回路仿真对各模型中的初始化设置要求高，初始化不好会导致模型求解方程迭代失败，可以通过保存的初始化可视化结果来查看初始化设置是否合理，以及一般热流体回路求解失败也和回路中计算出的物性参数分布是否符合物理规律有关，如图2水泵出口必然压力最高，吸入口压力最低，通过实时可视化界面查看，若不正常即求解失败。

如图3所示为本发明实施例提供的物性参数可视化流程图。用户设置热流体回路模型初始化相关参数，通过Modelica进行对该热流体回路模型进行仿真求解，如果求解成功，在仿真交互界面将物性参数实时可视化，并初步检核仿真合理性，以使方便用户直观地查看热流体仿真结果；如果求解失败，则保存模型初始化、求解错误时刻物性参数可视化界面，并初步检验仿真合理性，通过与预设合理参数范围以及异常情况比对，确定相应的RGB值，根据该RGB值自动显示子部件的相应颜色，以使用户直观定位到异常部件，提高故障定位效率。达到热流体回路建模调试高效便捷的效果。

以上为本发明实施例提供的一种热流体回路模型物性参数实时可视化方法，基于同样的发明思路，本发明实施例还提供了相应的一种热流体回路模型物性参数实时可视化装置，如图4所示。

仿真求解模块402，用于接收用户选择的需要实时显示的热流体回路模型的物性参数；基于Modelica语言，对热流体回路模型仿真求解得到实时的物性参数值；匹配模块404，用于根据物性参数值确定与物性参数值对应的红绿蓝RGB值；显示模块406，用于根据RGB值确定显示的颜色，将颜色显示在热流体回路模型的图形界面上，以实现物性参数实时可视化。

本发明实施例还提供了相应的一种热流体回路模型物性参数实时可视化设备，如图5所示，包括：

至少一个处理器502(processor)、通信接口504(Communications Interface)、存储器506(memory)和通信总线508；其中，处理器502，通信接口504，存储器506通过通信总线508完成相互间的通信；处理器502可以调用存储器506中存储的逻辑指令，以使至少一个处理器502执行：

接收用户选择的需要实时显示的热流体回路模型的物性参数；基于Modelica语言，对热流体回路模型仿真求解得到实时的物性参数值；根据物性参数值确定与物性参数值对应的红绿蓝RGB值；根据RGB值确定显示的颜色，将颜色显示在热流体回路模型的图形界面上，以实现物性参数实时可视化。

基于同样的思路，本发明的一些实施例还提供了上述方法对应的介质。

本发明的一些实施例提供的一种存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令由处理器执行，以实现下述步骤：

接收用户选择的需要实时显示的热流体回路模型的物性参数；基于Modelica语言，对热流体回路模型仿真求解得到实时的物性参数值；根据物性参数值确定与物性参数值对应的红绿蓝RGB值；根据RGB值确定显示的颜色，将颜色显示在热流体回路模型的图形界面上，以实现物性参数实时可视化。

本发明中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备和介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明实施例提供的设备和介质与方法是一一对应的，因此，设备和介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述设备和介质的有益技术效果。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程方法商品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程方法商品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程方法商品或者方法中还存在另外的相同要素。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种热流体回路模型物性参数实时可视化方法，其特征在于，包括：

接收用户选择的需要实时显示的热流体回路模型的物性参数；

基于Modelica语言，对所述热流体回路模型仿真求解得到实时的物性参数值；

根据所述物性参数值确定与所述物性参数值对应的红绿蓝RGB值；

根据所述RGB值确定显示的颜色，将所述颜色显示在所述热流体回路模型的图形界面上，以实现物性参数实时可视化。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述物性参数值确定与所述物性参数值对应的红绿蓝RGB值之前，所述方法还包括：

基于用户自定义设置的物性参数的参考值，确定所述参考值对应的RGB值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述参考值对应的RGB值，具体包括：

判断所述参考值与所述物性参数值的大小；

若所述物性参考值大于所述参考值，则确定所述物性参考值对应的RGB值范围，显示为第一色系；

若所述物性参考值小于所述参考值，则确定所述物性参考值对应的RGB值范围，显示为第二色系。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据物性参数值与所述参考值之差的绝对值确定对应色系的颜色显示程度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述物性参数值与所述参考值之差的绝对值越大，所述色系的颜色显示程度越深。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述参考值对应的RGB值，具体包括：

将计算出的物性参数值与预设合理参数范围进行比较；

根据比较结果确定所述热流体回路模型中各子部件的仿真合理性；

若所述子部件的物性参数值不在所述合理参数范围内，则确定所述子部件对应的RGB值，根据所述RGB值显示为表示异常的颜色。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述热流体回路模型求解过程中，实时保存当前时刻的可视化结果，以便用户查看和分析。

8.一种热流体回路模型物性参数实时可视化装置，其特征在于，包括：

仿真求解模块，用于接收用户选择的需要实时显示的热流体回路模型的物性参数；基于Modelica语言，对所述热流体回路模型仿真求解得到实时的物性参数值；

匹配模块，用于根据所述物性参数值确定与所述物性参数值对应的红绿蓝RGB值；

显示模块，用于根据所述RGB值确定显示的颜色，将所述颜色显示在所述热流体回路模型的图形界面上，以实现物性参数实时可视化。

9.一种热流体回路模型物性参数实时可视化设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通过总线通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被执行，以实现：

接收用户选择的需要实时显示的热流体回路模型的物性参数；

基于Modelica语言，对所述热流体回路模型仿真求解得到实时的物性参数值；

根据所述物性参数值确定与所述物性参数值对应的红绿蓝RGB值；

根据所述RGB值确定显示的颜色，将所述颜色显示在所述热流体回路模型的图形界面上，以实现物性参数实时可视化。

10.一种非易失性存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令由处理器执行，以实现下述步骤：

接收用户选择的需要实时显示的热流体回路模型的物性参数；

基于Modelica语言，对所述热流体回路模型仿真求解得到实时的物性参数值；

根据所述物性参数值确定与所述物性参数值对应的红绿蓝RGB值；

根据所述RGB值确定显示的颜色，将所述颜色显示在所述热流体回路模型的图形界面上，以实现物性参数实时可视化。