CN117421870A - 燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本公开提出一种燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法及其装置，其中，该方法包括：构建燃料系统的一维流体网络模型；确定燃气轮机的整机模型与燃料系统的一维流体网络模型之间的耦合关系；根据耦合关系，生成包含整机模型和一维流体网络模型的优化分析流程；基于优化分析流程对燃料系统的设计参数进行优化。本公开可以集成整机模型和燃料系统模型进行仿真，考虑燃料系统与整机的耦合，提高仿真精度；另外对燃料系统设计参数进行优化，从而利用优化后的设计参数可以设计出最优的燃料系统。
Description
技术领域
本公开涉及技术领域，尤其涉及一种燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法及其装置。
背景技术
航空发动机或燃气轮机燃料系统往往可看作是一个由多个出口和分支组成的树状流体网络，一般涉及多个零部件。燃料系统的三维CFD分析极其繁杂、网格划分极其困难、计算过程极其耗时，因此，工程上将系统中常见的流阻和换热现象抽象为若干典型的流阻和换热元件，应用已有的经验关联式或半经验理论建立这些元件的计算模型，将燃料系统网络简化为一维流体网络。
相关技术中，燃料系统的设计多数采用一维流体网络仿真分析软件进行建模，并通过手动的方式计算多个方案，通过对比最终确定能够满足要求的燃料系统设计参数。但是，通过这种方式所设计的参数往往不是最优设计参数，从而导致设计的燃料系统并非最优。
发明内容
本公开实施例提出一种燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法及其装置。
根据本公开实施例的第一方面，提出了一种燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法，包括：
构建所述燃料系统的一维流体网络模型；
确定所述燃气轮机的整机模型与所述燃料系统的一维流体网络模型之间的耦合关系；
根据所述耦合关系，生成包含所述整机模型和所述一维流体网络模型的优化分析流程；
基于所述优化分析流程对所述燃料系统的设计参数进行优化。
结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，所述构建所述燃料系统的一维流体网络模型，包括：
确定一维热流体系统仿真软件中缺少的燃料系统相关元件；
基于所述一维热流体系统仿真软件中缺少的燃料系统相关元件，将可视化仿真工具Simulink中相应的元件导入至所述一维热流体系统仿真软件；
基于所述一维热流体系统仿真软件，构建所述燃料系统的一维流体网络模型。
结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，所述基于所述一维热流体系统仿真软件中缺少的燃料系统相关元件，将可视化仿真工具Simulink中相应的元件导入至所述一维热流体系统仿真软件，包括：
基于所述一维热流体系统仿真软件中缺少的燃料系统相关元件，将所述可视化仿真工具Simulink中相应的元件以功能模型单元FMU格式导入至所述一维热流体系统仿真软件。
结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，所述根据所述耦合关系，生成包含所述整机模型和所述一维流体网络模型的优化分析流程，包括：
根据所述耦合关系，在多学科设计优化软件Heeds上构建包含所述整机模型和所述一维流体网络模型的优化分析流程。
结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，所述基于所述优化分析流程对所述燃料系统的设计参数进行优化，包括：
基于所述燃料系统的优化目标，确定所述燃料系统的待优化设计参数；
确定与所述待优化设计参数关联的约束条件，并确定与所述待优化设计参数关联的目标函数；
根据所述约束条件和所述目标函数，结合所述优化分析流程对所述燃料系统的设计参数进行优化。
结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，所述确定与所述待优化设计参数关联的目标函数，包括：
基于所述优化分析流程，确定与所述待优化设计参数关联的至少一个参数；
基于所述至少一个参数和所述优化目标，确定与所述待优化设计参数关联的目标函数。
结合第一方面的一些实施例，在一些实施例中，所述根据所述约束条件和所述目标函数，结合所述优化分析流程对所述燃料系统的设计参数进行优化，包括：
选取优化算法；
每次迭代寻优过程中，根据所述优化算法确定搜索方向和步长因子，得到新的迭代点；
将所述新的迭代点输入至所述优化分析流程中进行计算，获取目标函数值，若所述目标函数值满足收敛精度，即获得待优化设计参数的最优解；否则，需进行新的迭代，直至满足所述收敛精度、获得待优化设计参数的最优解。
根据本公开实施例的第二方面，提出了一种燃气轮机燃料系统的设计参数优化装置，包括：
构建模块，用于构建所述燃料系统的一维流体网络模型；
确定模块，用于确定所述燃气轮机的整机模型与所述燃料系统的一维流体网络模型之间的耦合关系；
生成模块，用于根据所述耦合关系，生成包含所述整机模型和所述一维流体网络模型的优化分析流程；
优化模块，用于基于所述优化分析流程对所述燃料系统的设计参数进行优化。
结合第二方面的一些实施例，在一些实施例中，所述构建模块具体用于：
确定一维热流体系统仿真软件中缺少的燃料系统相关元件；
基于所述一维热流体系统仿真软件中缺少的燃料系统相关元件，将可视化仿真工具Simulink中相应的元件导入至所述一维热流体系统仿真软件；
基于所述一维热流体系统仿真软件，构建所述燃料系统的一维流体网络模型。
结合第二方面的一些实施例，在一些实施例中，所述构建模块具体用于：基于所述一维热流体系统仿真软件中缺少的燃料系统相关元件，将所述可视化仿真工具Simulink中相应的元件以功能模型单元FMU格式导入至所述一维热流体系统仿真软件。
结合第二方面的一些实施例，在一些实施例中，所述生成模块具体用于：根据所述耦合关系，在多学科设计优化软件Heeds上构建包含所述整机模型和所述一维流体网络模型的优化分析流程。
结合第二方面的一些实施例，在一些实施例中，所述优化模块具体用于：
基于所述燃料系统的优化目标，确定所述燃料系统的待优化设计参数；
确定与所述待优化设计参数关联的约束条件，并确定与所述待优化设计参数关联的目标函数；
根据所述约束条件和所述目标函数，结合所述优化分析流程对所述燃料系统的设计参数进行优化。
结合第二方面的一些实施例，在一些实施例中，所述优化模块具体用于：基于所述优化分析流程，确定与所述待优化设计参数关联的至少一个参数；基于所述至少一个参数和所述优化目标，确定与所述待优化设计参数关联的目标函数。
结合第二方面的一些实施例，在一些实施例中，所述优化模块具体用于：
选取优化算法；
每次迭代寻优过程中，根据所述优化算法确定搜索方向和步长因子，得到新的迭代点；
将所述新的迭代点输入至所述优化分析流程中进行计算，获取目标函数值，若所述目标函数值满足收敛精度，则获得待优化设计参数的最优解；否则，需进行新的迭代，直至满足所述收敛精度、获得待优化设计参数的最优解。
根据本公开实施例的第三方面，提出了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接存储器；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，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述第一方面所述的燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法。
根据本公开实施例的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法。
根据本公开实施例的第五方面，提出了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现第一方面所述的燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法。
根据本公开技术方案，可以集成整机模型和燃料系统模型进行仿真，考虑燃料系统与整机的耦合，提高仿真精度；另外对燃料系统设计参数进行优化，从而利用优化后的设计参数可以设计出最优的燃料系统。
本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本公开实施例所提供的一种燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法的流程示意图；
图2为本公开实施例所提供的一种燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法的流程示意图；
图3为本公开实施例提供的燃料系统联合仿真流程的示例图；
图4为本公开实施例提供的一种燃气轮机燃料系统的设计参数优化装置的结构示意图；
图5为根据本公开实施例的电子设备的框图。
具体实施方式
下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。
下面参考附图描述本公开实施例的燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法及其装置。
图1为本公开实施例所提供的一种燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法的流程示意图。需要说明的是，该方法可由电子设备执行，如图1所示，该方法包括但不限以下步骤。
在步骤101中，构建燃料系统的一维流体网络模型。
在一些实施例中，可以利用仿真软件中的相关元件构建燃料系统的一维流体网络模型。
在一种可能的实现方式中，可以基于一维热流体系统仿真软件，构建燃料系统的一维流体网络模型。作为一种示例，该一维热流体系统仿真软件可以为Flowmaster(热流体系统仿真分析软件)。示例性的，可以利用Flowmaster中的相关元件构建燃料系统的一维流体网络模型。
在另一种可能的实现方式中，对于一维热流体系统仿真软件控制元件库和信号处理元件库中缺少的元件，可以根据二次开发接口进行二次开发或通过FMI(FunctionalMock-upInterface，针对功能和性能模型重用的接口标准)将可视化仿真工具Simulink中的相关元件导入至一维热流体系统仿真软件，基于该一维热流体系统仿真软件的相关元件构建燃料系统的一维流体网络模型。
作为一种示例，可以确定一维热流体系统仿真软件中缺少的燃料系统相关元件，并基于一维热流体系统仿真软件中缺少的燃料系统相关元件，将可视化仿真工具Simulink中相应的元件导入至一维热流体系统仿真软件，基于一维热流体系统仿真软件，构建燃料系统的一维流体网络模型。
示例性的，基于一维热流体系统仿真软件中缺少的燃料系统相关元件，将可视化仿真工具Simulink中相应的元件以FMU(Functional Mock-up Unit，功能模型单元)格式导入至一维热流体系统仿真软件。
例如，针对一维热流体系统仿真软件中缺少的燃料系统控制元件、信号处理元件等相关元件，将Simulink中相应的元件以FMU格式导入到该一维热流体系统仿真软件中，然后可以基于该一维热流体系统仿真软件中的相关元件完成燃料系统的一维流体网络建模，从而可以得到燃料系统的一维流体网络模型。
在步骤102中，确定燃气轮机的整机模型与燃料系统的一维流体网络模型之间的耦合关系。
可选的，可以基于可视化仿真工具Simulink构建燃气轮机的整机模型。基于燃气轮机与燃料系统之间相互作用和/或相互影响的关系，确定燃气轮机的整机模型与燃料系统的一维流体网络模型之间的耦合关系。
在步骤103中，根据耦合关系，生成包含整机模型和一维流体网络模型的优化分析流程。
可选的，在一些实施例中，可以根据燃气轮机的整机模型与燃料系统的一维流体网络模型之间的耦合关系，利用优化软件建立包含整机模型和一维流体网络模型的优化分析流程。
在一种可能的实现方式中，可以根据燃气轮机的整机模型与燃料系统的一维流体网络模型之间的耦合关系，在多学科设计优化软件Heeds上构建包含整机模型和一维流体网络模型的优化分析流程。
在步骤104中，基于优化分析流程对燃料系统的设计参数进行优化。
在一些实施例中，可以基于燃料系统的优化目标，确定燃料系统的待优化设计参数；确定与该待优化设计参数关联的约束条件，并确定与该待优化设计参数关联的目标函数；根据该约束条件和目标函数，结合该优化分析流程对燃料系统的设计参数进行优化。
通过实施本公开实施例，可以集成整机模型和燃料系统模型进行仿真，考虑燃料系统与整机的耦合，提高仿真精度；另外对燃料系统设计参数进行优化，从而利用优化后的设计参数可以设计出最优的燃料系统。
为了清楚说明上一实施例，本实施例提供了一种燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法。可选的，可以采用多平台联合仿真的方法集成整机模型和燃料系统模型进行仿真，考虑燃料系统与整机的耦合，提高仿真精度，并利用目标函数和约束条件得到待优化设计参数的最优解，便于获得最优的燃料系统。图2为本公开实施例所提供的一种燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法的流程示意图。如图2所示，该方法可以包括但不限于以下步骤。
在步骤201中，构建燃料系统的一维流体网络模型。
在本公开的实施例中，步骤201可以分别采用本公开的各实施例中的任一种方式实现，本公开实施例并不对此作出限定，也不再赘述。
在步骤202中，确定燃气轮机的整机模型与燃料系统的一维流体网络模型之间的耦合关系。
在本公开的实施例中，步骤202可以分别采用本公开的各实施例中的任一种方式实现，本公开实施例并不对此作出限定，也不再赘述。
在步骤203中，根据耦合关系，生成包含整机模型和一维流体网络模型的优化分析流程。
在本公开的实施例中，步骤203可以分别采用本公开的各实施例中的任一种方式实现，本公开实施例并不对此作出限定，也不再赘述。
在步骤204中，基于燃料系统的优化目标，确定燃料系统的待优化设计参数。
其中，燃料系统的待优化设计参数可理解为燃料系统中待优化的设计参数，该设计参数可理解为影响燃料系统设计的参数。
例如，对燃料配比快速切换过程，比较关注的是燃料波动量m和切换时间t，燃料波动量越小、切换时间越短，切换策略越优异，所以可以确定燃料配比为燃料系统的待优化设计参数，燃料波动量m和切换时间t为与待优化设计参数关联的参数。
在步骤205中，确定与待优化设计参数关联的约束条件。
示例性的，待优化设计参数通常有取值范围，所以可以基于待优化设计参数的取值范围，确定与待优化设计参数关联的约束条件。
在步骤206中，基于上述优化分析流程，确定与待优化设计参数关联的至少一个参数。
可选的，与待优化设计参数关联的至少一个参数可理解为用于确定待优化设计参数的参数。例如，对燃料配比快速切换过程，比较关注的是燃料波动量m和切换时间t，燃料波动量越小、切换时间越短，切换策略越优异，所以可以确定燃料配比为燃料系统的待优化设计参数，燃料波动量m和切换时间t为与待优化设计参数关联的参数。
在步骤207中，基于至少一个参数和优化目标，确定与待优化设计参数关联的目标函数。
示例性的，以燃料配比快速切换过程为例，对燃料配比快速切换过程，比较关注的是燃料波动量m和切换时间t，燃料波动量越小、切换时间越短，切换策略越优异，所以可以用燃料波动量和切换时间构建目标函数，其中，该目标函数可如下式(1)表示：
f＝w1m+w2t (1)
其中，m为燃料波动量；t为切换时间；f为目标函数；w1为燃料波动量的权重；w2为切换时间的权重。上述式(2)为约束条件，其中，h1、h2分别为待优化设计参数；a1min、a1max为待优化设计参数h1的最小值和最大值；a2min、a2max为待优化设计参数h2的最小值和最大值。
在步骤208中，根据约束条件和目标函数，结合优化分析流程对燃料系统的设计参数进行优化。
在一些实施例中，选取优化算法；每次迭代寻优过程中，根据优化算法确定搜索方向和步长因子，得到新的迭代点；将新的迭代点输入至所述优化分析流程中进行计算，获取目标函数值，若目标函数值满足收敛精度，即获得待优化设计参数的最优解；否则，需进行新的迭代，直至满足收敛精度、获得最优解。
示例性的，可以综合考虑待优化问题特点和约束条件、算法计算复杂度和收敛性等因素从多个优化算法中选取优化算法。每次迭代寻优过程中，根据优化算法确定搜索方向和步长因子，得到新的迭代点；将新的迭代点输入至所述优化分析流程中进行计算，获取目标函数值，若满足收敛精度，即获得最优解；否则，需进行新的迭代，直至满足收敛精度、获得最优解。
值得注意的是，本公开致力于构建航空发动机或燃气轮机燃料系统联合仿真方法，实现燃料系统的跨平台仿真及设计参数优化。图3为本公开实施例提供的燃料系统联合仿真流程的示例图。如图3所示，首先，针对一维热流体系统仿真软件中缺少的燃料系统控制元件、信号处理元件，将Simulink中相应的元件以FMU格式导入到一维热流体系统仿真软件中，完成燃料系统的一维流体网络建模，得到燃料系统的一维流体网络模型。然后，根据燃料系统和燃气轮机的整机模型(Simulink整机模型)之间的耦合关系，建立包含整机模型和燃料系统一维流体网络模型的Heeds优化分析流程。然后，确定待优化设计参数h、约束条件和目标函数。例如，对燃料配比快速切换过程，比较关注的是燃料波动量m和切换时间t，燃料波动量越小、切换时间越短，切换策略越优异，所以可以用燃料波动量和切换时间构建目标函数。之后，选取优化算法，应综合考虑正确度、收敛速度等因素进行优化算法选取。最后，优化计算，输出优化解集，综合考虑、选取最优解。
通过实施本公开实施例，采用多平台联合仿真的方法集成整机模型和燃料系统模型进行仿真，考虑燃料系统与整机的耦合，提高仿真精度；采用优化平台对燃料系统设计参数进行优化，从而利用优化后的设计参数可以设计出最优的燃料系统。
为了实现上述实施例，本公开还提出一种燃气轮机燃料系统的设计参数优化装置。
图4为本公开实施例提供的一种燃气轮机燃料系统的设计参数优化装置的结构示意图。如图4所示，该装置包括：构建模块401、确定模块402、生成模块403和优化模块404。
其中，构建模块401用于构建燃料系统的一维流体网络模型。
确定模块402用于确定燃气轮机的整机模型与燃料系统的一维流体网络模型之间的耦合关系。
生成模块403用于根据耦合关系，生成包含整机模型和一维流体网络模型的优化分析流程。
优化模块404用于基于优化分析流程对燃料系统的设计参数进行优化。
在一些实施例中，构建模块401具体用于：确定一维热流体系统仿真软件中缺少的燃料系统相关元件；基于一维热流体系统仿真软件中缺少的燃料系统相关元件，将可视化仿真工具Simulink中相应的元件导入至一维热流体系统仿真软件；基于一维热流体系统仿真软件，构建燃料系统的一维流体网络模型。
在一些实施例中，构建模块401具体用于：基于一维热流体系统仿真软件中缺少的燃料系统相关元件，将可视化仿真工具Simulink中相应的元件以功能模型单元FMU格式导入至一维热流体系统仿真软件。
在一些实施例中，生成模块403具体用于：根据耦合关系，在多学科设计优化软件Heeds上构建包含整机模型和一维流体网络模型的优化分析流程。
在一些实施例中，优化模块404具体用于：基于燃料系统的优化目标，确定燃料系统的待优化设计参数；确定与待优化设计参数关联的约束条件，并确定与待优化设计参数关联的目标函数；根据约束条件和目标函数，结合优化分析流程对燃料系统的设计参数进行优化。
在一些实施例中，优化模块404具体用于：基于优化分析流程，确定与待优化设计参数关联的至少一个参数；基于至少一个参数和优化目标，确定与待优化设计参数关联的目标函数。
在一些实施例中，优化模块404具体用于：选取优化算法；每次迭代寻优过程中，根据优化算法确定搜索方向和步长因子，得到新的迭代点；将新的迭代点输入至所述优化分析流程中进行计算，获取目标函数值，若满足收敛精度，即获得最优解；否则，需进行新的迭代，直至满足收敛精度、获得最优解。
需要说明的是，前述对燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法实施例的解释说明也适用于该实施例的燃气轮机燃料系统的设计参数优化装置，此处不再赘述。
本公开实施例中，采用多平台联合仿真的方法集成整机模型和燃料系统模型进行仿真，考虑燃料系统与整机的耦合，提高仿真精度；采用优化平台对燃料系统设计参数进行优化，从而利用优化后的设计参数可以设计出最优的燃料系统。
根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备和一种可读存储介质。
如图5所示，是根据本公开实施例的电子设备的框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。
如图5所示，该电子设备包括：一个或多个处理器501、存储器502，以及用于连接各部件的接口，包括高速接口和低速接口。各个部件利用不同的总线互相连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器可以对在电子设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示GUI的图形信息的指令。在其它实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个电子设备，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统)。图5中以一个处理器501为例。
存储器502即为本公开所提供的非瞬时计算机可读存储介质。其中，所述存储器存储有可由至少一个处理器执行的指令，以使所述至少一个处理器执行本公开所提供的燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法。本公开的非瞬时计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使计算机执行本公开所提供的燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法。
存储器502作为一种非瞬时计算机可读存储介质，可用于存储非瞬时软件程序、非瞬时计算机可执行程序以及模块，如本公开实施例中的燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法对应的程序指令/模块(例如，附图4所示的构建模块401、确定模块402、生成模块403和优化模块404)。处理器501通过运行存储在存储器502中的非瞬时软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法。
存储器502可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据电子设备的使用所创建的数据等。此外，存储器502可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非瞬时存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储器件。在一些实施例中，存储器502可选包括相对于处理器501远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
电子设备还可以包括：输入装置503和输出装置504。处理器501、存储器502、输入装置503和输出装置504可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
输入装置503可接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入，例如触摸屏、小键盘、鼠标、轨迹板、触摸板、指示杆、一个或者多个鼠标按钮、轨迹球、操纵杆等输入装置。输出装置504可以包括显示设备、辅助照明装置(例如，LED)和触觉反馈装置(例如，振动电机)等。该显示设备可以包括但不限于，液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器和等离子体显示器。在一些实施方式中，显示设备可以是触摸屏。
此处描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、专用ASIC(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
这些计算程序(也称作程序、软件、软件应用、或者代码)包括可编程处理器的机器指令，并且可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。如本文使用的，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何计算机程序产品、设备、和/或装置(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑装置(PLD))，包括，接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何信号。
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网和区块链网络。
计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务("Virtual Private Server"，或简称"VPS")中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。服务器也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。
Claims (10)
1.一种燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法，其特征在于，包括：
构建所述燃料系统的一维流体网络模型；
确定所述燃气轮机的整机模型与所述燃料系统的一维流体网络模型之间的耦合关系；
根据所述耦合关系，生成包含所述整机模型和所述一维流体网络模型的优化分析流程；
基于所述优化分析流程对所述燃料系统的设计参数进行优化。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建所述燃料系统的一维流体网络模型，包括：
确定一维热流体系统仿真软件中缺少的燃料系统相关元件；
基于所述一维热流体系统仿真软件中缺少的燃料系统相关元件，将可视化仿真工具Simulink中相应的元件导入至所述一维热流体系统仿真软件；
基于所述一维热流体系统仿真软件，构建所述燃料系统的一维流体网络模型。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述一维热流体系统仿真软件中缺少的燃料系统相关元件，将可视化仿真工具Simulink中相应的元件导入至所述一维热流体系统仿真软件，包括：
基于所述一维热流体系统仿真软件中缺少的燃料系统相关元件，将所述可视化仿真工具Simulink中相应的元件以功能模型单元FMU格式导入至所述一维热流体系统仿真软件。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述耦合关系，生成包含所述整机模型和所述一维流体网络模型的优化分析流程，包括：
根据所述耦合关系，在多学科设计优化软件Heeds上构建包含所述整机模型和所述一维流体网络模型的优化分析流程。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述优化分析流程对所述燃料系统的设计参数进行优化，包括：
基于所述燃料系统的优化目标，确定所述燃料系统的待优化设计参数；
确定与所述待优化设计参数关联的约束条件，并确定与所述待优化设计参数关联的目标函数；
根据所述约束条件和所述目标函数，结合所述优化分析流程对所述燃料系统的设计参数进行优化。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定与所述待优化设计参数关联的目标函数，包括：
基于所述优化分析流程，确定与所述待优化设计参数关联的至少一个参数；
基于所述至少一个参数和所述优化目标，确定与所述待优化设计参数关联的目标函数。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述约束条件和所述目标函数，结合所述优化分析流程对所述燃料系统的设计参数进行优化，包括：
选取优化算法；
每次迭代寻优过程中，根据所述优化算法确定搜索方向和步长因子，得到新的迭代点；
将所述新的迭代点输入至所述优化分析流程中进行计算，获取目标函数值，若所述目标函数值满足收敛精度，则获得待优化设计参数的最优解；否则，需进行新的迭代，直至满足所述收敛精度、获得所述待优化设计参数的最优解。
8.一种燃气轮机燃料系统的设计参数优化装置，其特征在于，包括：
构建模块，用于构建所述燃料系统的一维流体网络模型；
确定模块，用于确定所述燃气轮机的整机模型与所述燃料系统的一维流体网络模型之间的耦合关系；
生成模块，用于根据所述耦合关系，生成包含所述整机模型和所述一维流体网络模型的优化分析流程；
优化模块，用于基于所述优化分析流程对所述燃料系统的设计参数进行优化。
9.一种电子设备，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信连接存储器；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，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-7中任一项所述的燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311279783.7A CN117421870A (zh) | 2023-09-28 | 2023-09-28 | 燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法及其装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311279783.7A CN117421870A (zh) | 2023-09-28 | 2023-09-28 | 燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法及其装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117421870A true CN117421870A (zh) | 2024-01-19 |
Family
ID=89530792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311279783.7A Pending CN117421870A (zh) | 2023-09-28 | 2023-09-28 | 燃气轮机燃料系统的设计参数优化方法及其装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117421870A (zh) |
-
2023
- 2023-09-28 CN CN202311279783.7A patent/CN117421870A/zh active Pending
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