北京
亮點(diǎn)
?首次將基于張量的框架應(yīng)用于區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò)建模。
?捕捉非線性摩擦因子，且無(wú)指數(shù)復(fù)雜性（增長(zhǎng)）。
?利用二元節(jié)點(diǎn)高效建模層流-湍流轉(zhuǎn)變。
?在保持物理準(zhǔn)確性的同時(shí)降低計(jì)算復(fù)雜度。
?為潛在大規(guī)模系統(tǒng)提供可擴(kuò)展框架。
摘要
區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò)仿真面臨一個(gè)根本性的計(jì)算挑戰(zhàn)：傳統(tǒng)非線性模型在大尺度上因維度問題變得難以解決，而線性模型則無(wú)法準(zhǔn)確表示區(qū)域供熱系統(tǒng)所必需的非線性動(dòng)力學(xué)。基于張量的方法已證明在建模供暖、通風(fēng)和空調(diào)（HVAC）以及局部供熱系統(tǒng)方面具有有效性，能夠在準(zhǔn)確性與計(jì)算效率之間提供可擴(kuò)展的折中，但本文首次描述了其在區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。本研究采用基于張量的框架，采用多線性時(shí)不變（MTI）建模，實(shí)現(xiàn)區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展表示。編譯 陳講運(yùn)
張量與多線性函數(shù)能夠高效地表征控制方程及其非線性關(guān)系，尤其是達(dá)西-韋斯巴赫方程所定義的二次壓降關(guān)系，以及跨越不同流態(tài)區(qū)域的非線性摩擦系數(shù)，且不會(huì)導(dǎo)致模型復(fù)雜度呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。二元變量用于建模層流與湍流之間的不連續(xù)轉(zhuǎn)換，在保持計(jì)算可解性的同時(shí)，確保物理準(zhǔn)確性。張量結(jié)構(gòu)通過分解方式，本質(zhì)上規(guī)避了制約傳統(tǒng)方法的維度災(zāi)難問題。在小型網(wǎng)絡(luò)上與現(xiàn)有模型進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試表明，該方法僅存在微小偏差，同時(shí)顯著降低了內(nèi)存占用，展現(xiàn)出基于張量的方法在大規(guī)模區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò)高效仿真與優(yōu)化方面的潛力，從而支持可再生能源的整合以及現(xiàn)代節(jié)能系統(tǒng)所必需的先進(jìn)控制策略。
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