Математическое моделирование рабочих процессов

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ [c.1]

Б 43 Математическое моделирование рабочего процесса жидкостных [c.2]

Обобщены теоретические и экспериментальные работы в области математического моделирования рабочего процесса жидкостных ракетных двигателей. Изложен современный метод математического моделирования полного цикла эксплуатационных режимов работы ЖРД. [c.2]

В настоящее время в России накоплен огромный опыт в области математического моделирования применительно к жидкостным ракетным двигателям (ЖРД). Развитие математического моделирования идет по двум взаимосвязанным направлениям создание систем автоматизированного проектирования и производства и математическое моделирование рабочего процесса. Несмотря на это, учебников, отражающих современный уровень математического моделирования рабочего процесса ЖРД, нет как в нашей стране, так и за рубежом. [c.3]

В настоящее время в России и за рубежом нет учебников, посвященных математическому моделированию рабочего процесса ЖРД, которые соответствовали бы современному уровню в области ракетного двигателестроения. Авторы книги, обобщая опыт, накопленный в России при создании ракетных двигателей, стремились восполнить этот пробел и внести свою скромную лепту в математическое моделирование работы ЖРД. Предлагаемая математическая модель впервые дает единое описание работы ЖРД при запуске, на маршевом режиме и при останове. [c.5]

При выборе рациональных фаз газораспределения наряду с экспериментальными используются также расчетные методы, основанные на применении математического моделирования рабочего процесса. Однако в связи с большой сложностью [c.86]

ПРЕДПОСЫЛКИ К МАТЕМАТИЧЕСКОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА [c.82]

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ Д. В. С. [c.102]

Температурный уровень деталей цилиндро-поршневой группы определяет работоспособность поршневой машины и, прежде всего, двигателей внутреннего сгорания. Изложенные выше соображения позволяют на основании математического моделирования рабочего процесса определить температуры деталей цилиндро-поршневой группы и тем самым оценить работоспособность двигателя (или компрессора). Однако основная цель, которую мы прп этом преследуем, — проверка правильности ранее произведенного задания температуры камеры сгорания [c.148]

Кроме этого, следует остановиться на характере процесса создания основной рабочей модели объекта проектирования и ее визуального образа на экране дисплея. Для автоматизированного проектирования основным структурообразующим стержнем, объединяющим всех участников технического синтеза, является математическая модель. Ее создание может осуществляться аналитически или с помощью специальных пакетов программ и геометрических образов базы данных. В последнем случае параллельно с математической создается и визуальная модель формы изделия, позволяющая контролировать основной процесс математического моделирования. Внешне это напоминает создание графического изображения. Но внутренняя сущность процесса не графическая, а структурно-композиционная. На экране дисплея изображение не строится с помощью линий, точек, плоскостей, а конструируется из целостных объемных элементов базы данных посредством операторов теоретико-множественных операций склейки, вычитания, объединения и т. д. Этот процесс может быть представлен как некоторая фиксация в визуальном выходном устройстве отдельных этапов процесса объемно-пространственного композиционного формообразования. [c.21]

Математическая модель машины или аппарата отражает их рабочие процессы с известным приближением. Расчетные соотношения, входящие в математическую модель, как правило, отражают закономерности отдельных явлений, составляющих рабочий процесс, без учета взаимного влияния. Например, формулы для определения гидравлического сопротивления различных участков гидравлического тракта получены на основе экспериментов в идеализированных условиях (равномерное поле скоростей на входе, однородное температурное поле, отсутствие внешних возмущений и т. д.). В реальных конструкциях эти условия не соблюдаются. Поэтому иногда при разработке нов ых конструкций прибегают к техническому моделированию устройств, когда до постройки машины или аппарата их отдельные качества или итоговые характеристики изучаются на моделях в лабораторных условиях. Например, при продувке уменьшенных моделей самолетов или автомашин в аэродинамических трубах можно выявить их сопротивление движению и зависимость этого сопротивления от формы их отдельных элементов, устойчивость машины при дв ижении и режимы, опасные с точки зрения потери устойчивости, и т. д. Таким образом, техническое моделирование представляет собой разновидность экспериментального исследования, при котором изучаются характеристики рабочего процесса конкретной машины или аппарата на модельной установке. [c.23]

Исследование таких объектов может быть проведено экспериментальными методами, методами физического и математического моделирования. Экспериментальные способы исследования имеют первостепенное значение в качестве основы для построения теории процесса и являются критерием для оценки точности знаний об объекте. Однако эти способы не всегда могут служить эффективным рабочим методом получения информации [c.5]

В данной книге сделана первая попытка комплексного изложения состояния и перспектив развития ПТУ с ОРТ, термодинамического анализа, теплофизики рабочих процессов, математического моделирования и оптимизации как отдельных агрегатов теплоэнергетического оборудования, так и установки в целом, а также анализа данных их испытаний и эксплуатации. [c.3]

Системы ограничений в моделях всех уровней, равно как и их целевые функции, должны учитывать взаимное влияние агрегатов ПТУ друг на друга и на эффективность установки в целом. Для этого необходимо прежде всего провести анализ рабочих процессов, выбрать перспективные типы агрегатов для ПТУ с ОРТ, рассмотреть особенности их математического моделирования. Изложению этих вопросов посвящены пять последующих глав. [c.48]

Пределы изменения р и в неравенствах (9.7) и (9.8) заданы с учетом результатов математического моделирования и оптимизации турбины и конденсирующего инжектора. Неравенство (9.9) соответствует условию последовательного осуществления процессов расширения рабочего тела в ступенях турбины, а (9.10)— сверхзвуковому истечению из парового сопла конденсирующего инжектора, необходимому для поддержания в последнем устойчивого рабочего процесса. [c.161]

Комплексная оптимизация теплоэнергетических установок имеет целью выбор термодинамических и расходных параметров рабочих процессов установки, конструктивно-компоновочных параметров и характеристик элементов оборудования, а также вида тепловой схемы, которым соответствует минимум расчетных затрат по установке. Разработанные к настоящему времени методы математического моделирования и комплексной оптимизации теплоэнергетических установок применимы для достаточно эффективного выбора термодинамических, расходных и конструктивно-компоновочных параметров установки с фиксированной или изменяемой в узком диапазоне тепловой схемой. Решение более общей задачи, включающей оптимизацию вида тепловой схемы установки, встречает серьезные трудности в создании эффективного метода расчета тепловых схем установок и в разработке метода оптимизации вида схемы. [c.55]

Однако существующее состояние фундаментальных исследований в области теории лопастных машин и состояние моделирования режимов работы ЦН, в частности, далеко не удовлетворительное. Речь идет о математическом моделировании режимов с помощью ЭВМ. До сих пор не созданная такая математическая модель ЦН, которая бы давала возможность на основе каталожных конструктивных данных машины анализировать ее режимные и экономические параметры в всем эксплуатационном диапазоне с учетом основных свойств рабочей жидкости, в частности его вязкости. Особенности указанной проблемы состоят в том, что по магистральным нефтепроводам перекачивают жидкости, которые существенным образом отличаются от холодной воды — основного вида рабочей среды при отработке конструкций насосного оборудования. Это в значительной мере усложняет решение задач повышения эффективности функционирование ЦН. Не решен в полной мере и вопрос синтеза оптимальных конструкций ЦН за заданными технологическими требованиями. Гидромеханика лопастных машин основана на эмпирических стохастических формулах, которые не допускают эффективного использования ЭВМ, так как не разрешают установить все закономерности взаимосвязанных физических процессов, которые имеют место в гидромашинах. В особенности ощутимое отставание теории гидромеханики лопастных гидромашин на фоне развития теории электрических машин, где формализация задач выполненная на значительно высшем уровне. [c.1]

Важнейшей исходной проблемой теории машин-автоматов является теория рабочих процессов. Поиск оптимальных вариантов автоматизации производственных процессов требует их математического описания и моделирования и зачастую приводит к разработке новых процессов, принципиально отличающихся от прежних. [c.219]

В указанной постановке задача моделирования может быть решена следующим образом. Составляется математическая функциональная модель двигателя, которая представляет систему детерминированных уравнений, описывающих процессы, происходящие в агрегатах, и их взаимные связи, а также зависимости, связывающие параметры рабочего процесса с первичными неисправностями. [c.248]

Объектами эргономического проектирования являются процесс (организация, алгоритм) и средства деятельности — внешние, технические (изделие, машина, оборудование) и внутренние, присущие человеку (знания, умения, навыки). а также предмет деятельности (заготовка, печатная плата) и ее условия (рабочее место, среда, психологический климат). В результате эргономического проектирования должны быть определены рациональные функции, которые будет выполнять человек способы реализации этих функций (циклограммы, алгоритмы деятельности, режимы труда - отдыха) характеристики информации, циркулирующей в системе, и двигательных действий) пространственная организация источников информации и органов управления геометрические и гигиенические параметры рабочего места и его вспомогательного оборудования требования к знаниям, умениям, навыкам работников или пользователей, способам и средствам их обучения и поддержания необходимого физиологического и психологического состояния в Процессе деятельности. Продуктом эргономического проектирования является эргономическое решение, содержащее взаимосогласованное определение перечисленных выше позиций и оформление в виде графического материала, объяснительной записки и инструкции работнику (пользователю). Методы эргономического проектирования включают в себя приемы мыслительной проектной деятельности, многофакторные эксперименты, математическое моделирование с использованием оптимизационных процедур, статическое и динамическое макетирование. Эргономическое проектирование является частью системотехнического и дизайнерского проектирования [50, с. 49—51]. [c.19]

При математическом моделировании двигателя внутреннего сгорания наиболее сложной является задача описания процесса сгорания, при моделировании компрессоров — задача об установлении связи параметров рабочих тел, особенно тел, близких к состоянию насыщения. Для этих же тел не меньшую сложность представляет установление тепловых связей. [c.7]

В высокотемпературных камерных печах с большим свободным объемом рабочего пространства (плавильные отражательные и мартеновские печи, нагревательные колодцы и др.) тепло передается нагреваемой поверхности в основном лучеиспусканием газов и кладки. Температура газа в объеме различна наиболее низка она у пристенного слоя газа в непосредственной близости к нагреваемой поверхности, но чем дальше от них отстоят слои газа, тем выше температура газа. На температурное поле оказывают большое влияние процессы горения, движение струй газа и конвективный теплообмен. Сложная картина теплообмена очень трудна для математического моделирования и поэтому пользуются приближенными решениями. Наиболее простой способ учета теплообмена имеет место, если формулу для расчета количества тепла, переданного поверхности нагреваемого материала привести к классическому закону Стефана-Больцмана [c.24]

Разработка алгоритмов статистической обработки результатов моделирования представляет собой вторую основную проблему реализации стохастической математической модели на ЭВМ. Наиболее полная информация об ожидаемом разбросе значений рабочих показателей может быть получена из гистограммы. Действительно, зная эмпирическое распределение значений показателей, не составляет труда определить параметры этого распределения и оценить вероятность удовлетворения требований ТЗ. Основная трудность, возникающая при разработке достаточно универсального и эффективного алгоритма построения гистограмм, состоит в необходимости совмещения во времени операций определения границ разброса по анализируемому показателю (поскольку в общем случае эти границы заранее неизвестны и формируются в процессе выполнения заданного количества статистических испытаний) и подсчета частот попадания значений показателя в интервалы разбиения диапазона разброса. Действительно, предварительное определе-256 [c.256]

Результатами решения этих задач являются сведения о динамических нагрузках в элементах и звеньях системы привода, о пиковых значениях токов, напряжений, давлений в двигателях и системах управления, т. е. о величинах, определяющих работоспособность и надежность систем сведения о точности воспроизведения заданных траекторий и положений рабочих органов сведения о временах протекания переходных процессов сведения о характере колебательных процессов и т. д. Для обработки результатов моделирования и получения на их основе простых соотношений, связывающих показатели динамического качества системы привода с конструктивными параметрами ее элементов, применяется аппарат вторичных математических моделей (ВММ). Для получения ВММ исходная математическая модель (ИММ), т. е. система уравнений движения объекта, исследуется на ЭВМ по определенному плану при различных сочетаниях параметров. Зафиксированные в машинных экспериментах результаты обрабатывают либо методами множественного регрессионного анализа, либо с помощью алгоритмов распознавания образов. В первом случае получают количественные соотношения, позволяющие определять динамические показатели системы в функции ее параметров. Во втором случае получают выражения для качественной оценки соответствия изучаемого объекта заданному комплексу технических требова- [c.95]

Вторая часть математической модели АЭС содержит описание термодинамического цикла станции и процессов, протекающих в теплообменных аппаратах. Моделирование термодинамического цикла АЭС с диссоциирующим газом в качестве рабочего тела предполагает описание связей и соотношений между термодинамическими и геометрическими параметрами установки. Эти связи описываются системой балансовых нелинейных алгебраических и трансцендентных уравнений, которые в общем виде запишутся так [c.97]

Математическое моделирование рабочего процесса д. в. с., таким образом, основывается 1) на внутренней итерации, когда рядом последовательных приближений согласуются заданная Т ач и полученная в расчете Г720 величина температуры остаточных газов 2) на внешней итерации, когда, воздействуя на максимальную интенсивность теплообмена Nuп,ax согласуют уравнения теплового баланса (VI.47) и теплопередачи ( 1.49). [c.122]

Математическая теория ЭМП исследует обобщенные модели, заменяющие собой реальные устройства. Необходимость введения обобщенных моделей обусловлена большим разнообразием и сложностью изучения ЭМП. Многообразие и сложность присущи не только конструктивным формам и технологии прЪизводства, но и физическим процессам ЭМП. Основным рабочим процессом в ЭМП является электромеханическое преобразование энерг ии. Однако основной процесс неизбежно сопровождается такими процессами, как выделение теплоты и нагревание, естественное или принудительное охлаждение, механические воздействия на вращающийся ротор и др. Эти процессы не являются определяющими с позиций целевого (функционального) назначения ЭМП, но вызывают значительные трудности при математическом моделировании. [c.55]

Особенности выбора и использоваввя математических моделей, В Институте мапшноведения АН СССР им. А. А. Благонравова разработана методика оценки и улучшения качества новых механизмов, базирующаяся на математическом моделировании цикла работы устройств прерывистого действия. Оно иллюстрируется ниже на примере поворотных столов. Поскольку основными (рабочими) характеристиками этих устройств являются их быстродействие, точность и надежность, в первую очередь исследованию подлежат а) переходные процессы при повороте, торможении и фиксации, так как именно они определяют максимальные нагрузки в механизме, определяющие его надежность б) процессы и параметры, влияющие на точность фиксации скорость подхода к фиксатору, от которой зависит его износ и разброс зафиксированных положений, силы трения в направляющих и т. п. [c.56]

Как ранее упоминалось, процесс изнашивания зависит от ряда случайных факторов. Однако методом экстраполяции экспериментальных данных и математического моделирования процесса изнашивания решаются задачи прогнозирования долговечности узлов трения. Срок службы узлов определяется интенсивностью изнашивания и допустимым значением износа, которым является такое максимальное отклонение размеров детали, при котором еще возможна и рациональна ее эксплуатация. Предельный критический износ [2]к металлофторопластовой ленты можно предопределить исходя из структуры материала и механизма его работы. В рабочем слое должно оставаться достаточное количество фторопласта, осуществляющего подпитку поверхности трения. При трении без смазки наблюдается заметное повышение коэффициента трения ленты, когда износ достигнет 200 мкм. При наличии смазки не отмечено заметного повышения коэффициента трения даже при работе подшипников, износ которых достигал 250 мкм. Поэтому предельный критический износ металлофторопластовой ленты следует принимать равным 200—250 мкм. Меньшее из этих значений следует использовать при расчетах срока Службы МФПС для узлов, работающих без смазки, а большее для узлов, работающих с периодической смазкой. [c.94]

От перечисленных недостатков свободен другой метод системного исследования, получивший казвание метод математического моделирования . В его основу положен принцип математического моделирования энергоустановок в виде иерархической системы взаимосвязанных моделей отдельных элементов и установки в целом. Ь такой системе моделей можно рассчитать характеристики рабочих процессов всех элементов установки и учесть все виды ограничений, налагаемых на оптимизируемые параметры установки и ее отдельные элементы, а затем посредством постановки многофакторной задачи нелинейного программирования провести оптимизацию установки в целом. С учетом сказанного, метод математического моделирования является наиболее перспективным для оптимизации двухконтурных ПТУ. [c.39]

Значительные достижения, которые основываются на теории подобия и розмерностей, получены в области физического моделирования процессов, которые протекают в лопастных гидромашинах. Здесь характеристики мощных насосов определяются путем специального перерасчета экспериментально полученных характеристик модельных машин значительно меньших размеров. Однако, невзирая на все упомянутые достижения, современное состояние фундаментальных исследований в области теории лопастных машин и состояние моделирования режимов работы ЦН, в частности, далеко не удовлетворительное. Речь идет о математическом моделировании режимов с помощью ЭВМ. До сих пор не создана такая математическая модель ЦН, которая бы давала возможность на основании каталожных конструктивных данных машины анализировать ее режимные и экономические параметры во всем эксплуатационном диапазоне с учетом основных свойств рабочей жидкости [51]. Не решен в полной мере и вопрос синтеза оптимальных конструкций ЦН по заданным технологическим требованиям. [c.7]

Тогда оптимизацию структуры СВЧ УКВ и СВЧ УНВ, выбор типа рабочей камеры, ее синтез и математическое моделиро вание процесса нагрева можно провести подобно тому, как этс делается при проектировании СВЧ ЭТУ и их рабочих камер При математическом моделировании нагрева (для СВЧ УКВ учитываются затраты энергии электромагнитного поля на осу ществление структурных изменений, фазовых переходов, вы зываемых нетепловым воздействием СВЧ электромагнитных ко лебаний. [c.328]

Проблемы надёжного функционирования и снижения материалоёмкости конструкций современной техники, работающих в условиях высокого уровня силовых и температурных нагрузок, а также ионизирующего излучения, делают весьма актуальной задачу математического моделирования неупругого поведения и разрушения конструкций. Увеличение рабочих параметров современных машин и аппаратов приводит к возрастанию как общей, так и местной напряжённости конструкций. Реальные процессы нагружения таких конструкций приводят к тому, что в материале конструкций возникают неупругие (вязкопластические) деформации. При этом нагружение является сложным неизотермическим, и характер его изменения может быть самым произвольным в условиях повторности и длительности воздействия температурносиловых нагрузок и ионизирующего излучения. [c.6]

Значительное развитие получила теория рабочих процессов. В ней появились новые разделы, посвященные согласованию характеристик составных элементов комбинированных двигателей между собой, расчету газодинамических процессов неустановившегося потока в газовоздушном тракте двигателя, прогнозированию теплона-пряженности основных деталей и т. п. Достижения в области ЭВМ дали возможность успешно использовать математическое моделирование при создании и доводке комбинированных двигателей. [c.13]

ЭВМ для пуска, регулирования ускорения, контроля последовательности ходов и других технологических переходов. На языке Сигла задаются коды блокировки, предотвращающей столкновение манипуляторов. Так, например, рука одного ПР не вводится в зону действия руки другого, пока последняя не выйдет за пределы рабочей зоны (затраты времени на ожидание минимизированы путем математического моделирования процесса) и рука автоматически вводится в зону по командам управляющей мини-ЭВМ. [c.457]

В заключение нельзя не сказать о резервах повышения эффективности ЖРД. Это, во-первых, более тщательный выбор основных проектных параметров двигателя путем точного согласования их с характеристиками ЛА и с последующей оптимизацией этих параметров. Во-вторых, более точный выбор и расчет вариантов схемы, агрегатов и устройств самого двигателя. Проведение тщательного и точного анализа вариантов схемы, агрегатов и устройств двигателя, использование высокоточных методов расчета рабочих процессов и конструкций позволяют получить оптимальный вариант двигателя для данного ЛА. В-третьих, используя методы математического моделирования, можно на стадии проектирования проанализировать все основные режимы Jpaбoты двигателя, установить и выяснить [c.354]

Решение на ЭВМ сложных и общих задач по жесткой программе, таких, как полное проектирование узловой и общей сборки, представляет значительные трудности. Для решения подобных задач используют диалоговый режим работы ЭВМ. Автоматизированная система технолог—ЭВМ включает комплекс технических средств и программ, обеспечивающих общение технолога с ЭВМ в процессе проектирования Проектирование разделяют на неформализуемую и формализуемую части. Формализуемую часть реализуют на основе логического и математического моделирования, использования типовой и групповой технологии. Ее представляют в виде пакета проблемно-ориентированных программ. Рабочее место технолога (рис. 5.11) оборудуют графическим или алфавитно-цифровым дисплеем, чертежно-графи- [c.234]

Имеет смысл подчеркнуть несколько обстоятельств, связанных с проблемой математического моделирования. Элементы СБИС и УБИС обладают микронными и субмикронными характерными размерами, а толщины обра-чующих их слоев составляют сотни и даже десятки ангстрем. Поэтому достаточно полное описание множества процессов, применяемых при их производстве, и процессов, происходящих в приборах, оказывается чрезвычайно сложным и требует построения физических моделей высокого уровня, дня проверки которых необходима постановка тончайших экспериментов. Ьолее того, для превращения теории в рабочий инструмент математического моделирования необходимо знать численные значения входящих в нее параметров. И для этого необходимы эксперименты, выполняемые с использованием технологии изготовления микроэлектронных приборов и методов высокоточных аналитических исследований. Таким образом, не следует думать, что математическое моделирование может полностью избавить пас от проведения натурных экспериментов. [c.5]

Математическое моделирование процессов газообмена позволяет исследовать влияние характера движения газа во впускной и выпускной системах на параметры газа в начале сжатия и исключить неточности, которые неизбежны при оценке параметров свежего заряда (давления Ра и температуры Т в расчетах рабочего цикла по методу В. И. Грхшевецкого. [c.368]

Для уменьшения трудоемкости процесса моделирования в этом случае математическая модель должна строиться по структурному принципу. Компоненты модели должны соответствовать конструктивным элементам парогенератора. Основными структурными звеньями являются поверхностные теплообменники и необогрева-емые трубопроводы участки смешения рабочей среды и газов топочная камера регулирующие клапаны турбины. В качестве исходной информации задаются непосредственно конструктивные и режимные параметры звеньев. [c.65]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...