刘炜　陈立平　丁建完

摘要：

Modelica技术难以仿真动态特性在空间上非定常分布的流动、传热和燃烧等复杂问题，因此提出一种基于MWorks与FLUENT的协同仿真方法，设计协同仿真的耦合方式、数据交换机制和仿真架构，利用Modelica外部函数、MWorks仿真用户接口和FLUENT UDF编写协同仿真程序.以某单向阀为研究对象对此协同仿真方法的有效性进行验证.所提出的方法可实现Modelica技术与CFD技术的优势互补，能够为多领域系统仿真提供新的解决方法.

关键词：

多领域系统仿真； 协同仿真； 动态特性； Modelica； MWorks； FLUENT

中图分类号： TP391.9

文献标志码： B

Abstract：

Modelica can hardly simulate the complex issues such as fluid flow， heat transfer， combustion， etc.， in which the system behaviors are distributed in space unsteadily. To solve the problem， a method of cosimulation between MWorks and FLUENT is proposed. The coupling mode， data exchange scheme and simulation architecture are designed for cosimulation. The cosimulation program is implemented using Modelica external function， MWorks simulation user interfaces and FLUENT UDF. The cosimulation method is verified by a simulation example of check valve. The complementary advantages of Modelica and CFD technique are implemented by the method， which is a new method for multidomain system simulation.

Key words：

multidomain system simulation； cosimulation； dynamic characteristics； Modelica； MWorks； FLUENT

0引言

随着科学技术和工程实践的发展，现代产品系统日益复杂，其研发难度不断增加.仿真技术作为产品研发设计的支撑工具和方法，能够有效降低研发成本，提高产品性能，缩短研发周期.系统涉及多个学科领域的耦合交互是产品复杂性的主要表现之一.[1]现有的大部分仿真平台适合特定学科的仿真，对多领域耦合系统仿真的支持不足，逐渐无法胜任复杂产品整体动态性能的快速协同仿真.[2]目前，Modelica已成为全球多领域统一建模语言的标准[3]，是未来的发展趋势，可为复杂多领域耦合系统的仿真提供有效的解决方案.MWorks是完全支持Modelica的多领域工程系统建模仿真平台，提供从可视化建模、仿真计算到结果分析、优化的完整功能.[4]

Modelica技术适合系统级动态特性和控制器性能的仿真，其模型为零维集中参数模型和离散数目很少的一维模型[5]，难以仿真行为属性在……