Обновление гидравлических моделей, чтобы использовать изотермические жидкие блоки

В R2020a Изотермические Жидкие блоки были введены гидравлическим системам модели, где температура рабочей жидкости остается постоянной в процессе моделирования. Эти блоки предназначаются для тех же типов приложений как Блоки Гидравлики в библиотеке Foundation или Гидравлика (Изотермические) блоки в библиотеке Fluids (которые доступны с лицензией Simscape™ Fluids™). Все блоки Гидравлики в ваших моделях продолжают работать как прежде. Однако Изотермические Жидкие библиотечные блоки обеспечивают улучшенное удобство пользования, увеличенную точность и улучшенную сходимость моделирования.

Преимущества Использования изотермических жидких блоков

Используя Изотермические Жидкие библиотечные блоки, чтобы смоделировать изотермические гидравлические системы обеспечивает улучшенное удобство пользования, увеличенную точность и улучшенную сходимость моделирования:

Оптимизированной библиотекой легче пользоваться, потому что она комбинирует блоки, которые выполняют ту же функцию, и добавляет блоки, которые улучшили опции параметризации. Например, блок Laminar Leakage (IL) обеспечивает выбор различных перекрестных частных конфигураций. Каждый из источников может быть сконфигурирован или как управляемый или как постоянный с блоком Flow Rate Source (IL), предоставляющим возможности для генерации или массовый расход жидкости или объемный расход. Точно так же блок Flow Rate Sensor (IL) позволяет вам измерить массовый расход жидкости, объемный расход или обоих. Блок Pressure Sensor (IL) обеспечивает выбор встроенных измерений (включая перепад давлений, абсолютное давление или абсолютное давление) и не требует, чтобы дополнительные ссылочные блоки составляли абсолютный нуль.
В библиотеке Hydraulic, только определенные блоки (те с эффектом сжимаемости) плотность модели как функция давления, в то время как другие блоки используют постоянную плотность (который задан как глобальный параметр рабочей жидкости). В отличие от этого все блоки в библиотеке Isothermal Liquid составляют плотность жидкости, являющуюся функцией давления. Библиотека Isothermal Liquid дает возможность задавать вашу рабочую жидкость путем выбора модели модуля объемной упругости и желаемой опции для моделирования суммы определенного воздуха. Эти выборы затем отражаются во всех уравнениях блока, которые увеличивают точность симуляции.
В изотермической жидкой области переменные Across и Through являются абсолютным давлением и массовым расходом жидкости (в гидравлической области, переменные являются абсолютным давлением и объемным расходом). Используя массовый расход жидкости, когда переменная Through (вместо объемного расхода) уменьшает потенциал для небольших ошибок в массовом сохранении, чтобы накапливаться в зависимости от времени из-за преобразования между массовыми и объемными количествами, и таким образом приводит к увеличенной точности.
В отличие от Гидравлических библиотечных блоков, трубопровод и блоки привода в библиотеке Isothermal Liquid рассчитывают сжимаемость жидкости по умолчанию, который уменьшает вероятность сухих узлов и делает симуляцию более устойчивой. Это также приводит к улучшенному удобству пользования, потому что вы не должны добавлять дополнительные блоки Constant Volume Chamber в свою модель, чтобы смягчить последствие сухих узлов.
Все уравнения блока в библиотеке Isothermal Liquid были оптимизированы, чтобы обеспечить плавные переходы, уменьшать нулевые пересечения и улучшить обработку нулевого потока и реверсирование потока. Эти улучшения увеличивают сходимость моделирования.

Обновите факторы

Изотермическая Жидкая библиотека блоков структурирована похожая на другие жидкие области, такие как библиотека Thermal Liquid. Эти библиотеки были оптимизированы, чтобы использовать в своих интересах последние функции языка Simscape, такие как условная видимость порта, и улучшить удобство пользования блока. В результате часто нет никакого взаимно-однозначного соответствия между Изотермическими Жидкими и Гидравлическими библиотечными блоками, и вы не можете легко заменить один другого.

hydraulicToIsothermalLiquid инструмент преобразования упрощает обновление моделей, автоматически заменяя Блоки Гидравлики на эквивалентные Изотермические Жидкие блоки, при попытке сохранить значения параметров и связи между блоками, если это возможно. В настоящее время инструмент преобразует только Блоки Гидравлики от библиотеки Foundation. После процесса преобразования инструмент сохраняет конвертированную модель под новым именем и генерирует отчет HTML, который перечисляет любые проблемы, с которыми сталкиваются во время процесса преобразования. Можно рассмотреть отчет HTML и вручную устранить остающиеся проблемы.

Когда местоположения порта блока Isothermal Liquid отличаются от исходного блока Hydraulic, инструмент помещает новый блок в подсистему, чтобы минимизировать перенаправление линий связи в блок-схеме. В большинстве случаев местоположения порта подсистемы совпадают с исходными портами блока Hydraulic, и поэтому первоначальный макет блок-схемы сохраняется. После процесса преобразования можно переместить новый блок из подсистемы и вручную перенаправить линии связи при желании.

Свойства жидкости

Свойства жидкости по умолчанию в изотермической жидкой области отличаются от гидравлической области. Если ваша исходная модель содержит блок Custom Hydraulic Fluid, инструмент преобразования автоматически заменяет ее на блок Isothermal Liquid Properties (IL) и устанавливает его значения параметров совпадать с исходными свойствами жидкости. Инструмент преобразования выдает предупреждение, только если нет никакого блока Custom Hydraulic Fluid нигде в модели. Однако инструмент преобразования не обнаруживает ситуации где:

Модель использует блок Hydraulic Fluid, который доступен с библиотеками Simscape Fluids. В настоящее время инструмент преобразует только Блоки Гидравлики от библиотеки Foundation.
Модель имеет несколько гидросхем, и некоторые из них не содержат блок, определяющий свойства жидкости. Если нет никакого блока Hydraulic Fluid или блока Custom Hydraulic Fluid, присоединенного к схеме, блоки Гидравлики в этой схеме используют жидкость по умолчанию (который эквивалентен жидкости, заданной блоком Custom Hydraulic Fluid со значениями параметров по умолчанию).

После выполнения инструмента преобразования смотрите свою модель для схем, которые не содержат блок Isothermal Liquid Properties (IL). Добавьте этот блок вручную и настройте его параметры по мере необходимости. Чтобы совпадать с гидравлическими свойствами жидкости по умолчанию, установите следующие значения параметров блоков:

Liquid density at atmospheric pressure (no entrained air): 850 kg/m^3
Liquid isothermal bulk modulus at atmospheric pressure (no entrained air): 0.8e9 Pa
Kinematic viscosity at atmospheric pressure: 18e-6 m^2/s
Используйте значения по умолчанию в других параметрах блоков.

Трубопроводы

Блок Hydraulic Resistive Tube считает только для перепада давления из-за вязкой силы трения и игнорирует инерцию и динамические эффекты сжимаемости на жидком давлении. В гидравлических моделях этот блок часто объединяется с Constant Volume Hydraulic Chamber и блоками Fluid Inertia к сжимаемости жидкости модели и инерции. Инструмент преобразования обрабатывает каждый блок индивидуально. Однако после выполнения инструмента преобразования, можно заменить целую группу блоков с одним блоком Pipe (IL) и сконфигурировать его, чтобы смоделировать динамическую сжимаемость и эффекты инерции жидкости по мере необходимости.

Таблица показывает некоторые примеры настроек блока Hydraulic и соответствия с параметризацией заменяющего блока Pipe (IL).

Старая модель Новая модель

Старая модель	Новая модель
	Fluid dynamic compressibility — `Off`
	Fluid dynamic compressibility — `On` Инерция Жидкости `Off` Initial liquid pressure — `0.101325 MPa` плюс начинающееся значение переменной Pressure (gauge) в блоке Constant Volume Hydraulic Chamber
	Fluid dynamic compressibility — `On` Инерция Жидкости `On` Initial liquid pressure — `0.101325 MPa` плюс начинающееся значение переменной Pressure (gauge) в блоке Constant Volume Hydraulic Chamber Initial mass flow rate from port A to port B — начинающееся значение переменной Flow rate в плотности жидкости времен блока Fluid Inertia (извлеченный из блока Custom Hydraulic Fluid или Hydraulic Fluid, соединенного со схемой)

Fluid dynamic compressibility — Off

Fluid dynamic compressibility — On

Инерция Жидкости Off

Initial liquid pressure — 0.101325 MPa плюс начинающееся значение переменной Pressure (gauge) в блоке Constant Volume Hydraulic Chamber

Fluid dynamic compressibility — On

Инерция Жидкости On

Initial liquid pressure — 0.101325 MPa плюс начинающееся значение переменной Pressure (gauge) в блоке Constant Volume Hydraulic Chamber

Initial mass flow rate from port A to port B — начинающееся значение переменной Flow rate в плотности жидкости времен блока Fluid Inertia (извлеченный из блока Custom Hydraulic Fluid или Hydraulic Fluid, соединенного со схемой)

Поступательный механический конвертер

Направление интерфейсной силы в блоке Translational Hydro-Mechanical Converter является противоположностью силы в блоке Translational Mechanical Converter (IL). В блоке Hydraulic положительное направление силы от порта C до порта R, в то время как в Изотермической Жидкости и других библиотеках жидкостей, положительная интерфейсная сила от порта R до порта C.

Если вы регистрируете эту переменную, изменяете ваш код, чтобы изменить знак. Имя переменной также изменилось от f в блоке Hydraulic к interface_force в блоке Isothermal Liquid.

Обновление ваших моделей

hydraulicToIsothermalLiquid инструмент преобразования заменяет Блоки Гидравлики в вашей модели с эквивалентными Изотермическими Жидкими блоками. В настоящее время инструмент преобразует только Блоки Гидравлики от библиотеки Foundation.

Таблица приводит Блоки Гидравлики в библиотеке Foundation и замене Изотермические Жидкие блоки.

Блокируйте замену

Старая модель	Новая модель
Constant Area Hydraulic Orifice	Local Restriction (IL) Restriction type — `Fixed`
Constant Volume Hydraulic Chamber	Constant Volume Chamber (IL)
Fluid Inertia	Этот блок не сопоставляет непосредственно с библиотеками Isothermal Liquid. Инструмент преобразования комментирует блок. Чтобы сохранить размещение схемы, инструмент преобразования помещает прокомментированный блок в подсистему и соединяет порты подсистемы, чтобы обойти блок. Инструмент преобразования также создает соответствующую запись в разделе Removed Blocks отчета HTML. Для получения информации о том, как можно смоделировать инерцию жидкости с помощью блока Pipe (IL), видеть Трубопроводы.
Hydraulic Cap	Этот блок не сопоставляет с библиотеками Isothermal Liquid, потому что вы больше не должны отключать несвязанные порты сохранения в своей модели. Инструмент преобразования комментирует блок, удаляет линию связи и устанавливает переменную Through в порте, раньше соединенном с этим блоком к 0. Инструмент преобразования также создает соответствующую запись в разделе Removed Blocks отчета HTML. Если вы использовали блок Hydraulic Cap, чтобы установить начальное значение для переменной Pressure, считайте изменение начального значения давления в блоке раньше соединенным с блоком Hydraulic Cap.
Hydraulic Piston Chamber	Этот блок не сопоставляет с библиотеками Isothermal Liquid, потому что можно смоделировать сжимаемость жидкости непосредственно в механических блоках конвертера. Инструмент преобразования комментирует блок и создает соответствующую запись в разделе Removed Blocks отчета HTML.
Hydraulic Reference	Reservoir (IL)
Hydraulic Resistive Tube	Pipe (IL)
Infinite Hydraulic Resistance	Infinite Flow Resistance (IL)
Linear Hydraulic Resistance	Laminar Leakage (IL)
Rotational Hydro-Mechanical Converter	Rotational Mechanical Converter (IL)
Translational Hydro-Mechanical Converter	Translational Mechanical Converter (IL)
Variable Area Hydraulic Orifice	Local Restriction (IL) Restriction type — `Variable`
Variable Hydraulic Chamber	Этот блок не сопоставляет с библиотеками Isothermal Liquid, потому что можно смоделировать сжимаемость жидкости непосредственно в механических блоках конвертера. Инструмент преобразования комментирует блок и создает соответствующую запись в разделе Removed Blocks отчета HTML.
Hydraulic Flow Rate Sensor	Flow Rate Sensor (IL)
Hydraulic Pressure Sensor	Pressure Sensor (IL)
Hydraulic Constant Flow Rate Source	Flow Rate Source (IL) Source type — `Constant` Flow rate type — `Volumetric flow rate`
Hydraulic Constant Mass Flow Rate Source	Flow Rate Source (IL) Source type — `Constant` Flow rate type — `Mass flow rate`
Hydraulic Constant Pressure Source	Pressure Source (IL) Source type — `Constant`
Hydraulic Flow Rate Source	Flow Rate Source (IL) Source type — `Controlled` Flow rate type — `Volumetric flow rate`
Hydraulic Mass Flow Rate Source	Flow Rate Source (IL) Source type — `Controlled` Flow rate type — `Mass flow rate`
Hydraulic Pressure Source	Pressure Source (IL) Source type — `Controlled`
Custom Hydraulic Fluid	Isothermal Liquid Properties (IL)

Поврежденные связи и неконвертированные блоки

В настоящее время инструмент преобразует только Блоки Гидравлики от библиотеки Foundation. Если ваша модель содержит блоки из библиотеки Fluids> Hydraulics (Isothermal), раздел Unconverted Blocks отчета HTML содержит предупреждение, что неконвертированные блоки из Simscape Fluids были обнаружены в модели.

Раздел Broken Connections отчета HTML является также индикатором неконвертированных блоков. Поврежденные связи заканчиваются, если инструмент не удается преобразовать блок Hydraulic и затем пытается соединить его с успешно конвертированными Изотермическими Жидкими блоками. В этом случае инструмент преобразования подсвечивает поврежденные связи в блок-схеме. Раздел Broken Connections отчета HTML содержит гиперссылки на Изотермические Жидкие блоки с поврежденными связями и гиперссылку на блок Interface (H-IL). Можно использовать этот блок, чтобы восстановить поврежденные связи.

Сообщения преобразования

hydraulicToIsothermalLiquid инструмент преобразования пытается сохранить значения параметров блоков, если это возможно. Иногда бесшовное автоматическое преобразование не возможно, и вам придется настроить значения параметров вручную или рассмотреть использование различной опции моделирования. Таблица приводит примеры сообщений преобразования в отчете HTML, объяснениях и рекомендуемых действиях. Фактические сообщения, которые вы получаете, могут немного отличаться в зависимости от значений параметров в вашей модели.

Сообщение	Причина	Предлагаемые действия
Добавьте блок Isothermal Liquid Properties (IL), чтобы задать жидкие свойства. Свойства по умолчанию в Изотермической Жидкой области отличаются от Гидравлической области.	Модель не содержит блок Custom Hydraulic Fluid.	Для получения дополнительной информации и предлагаемые действия, смотрите Свойства жидкости.
Начало значения Скорости потока жидкости удалено.	Блок Constant Volume Hydraulic Chamber в исходной модели позволяет вам задать приоритет инициализации и цель для переменной Volumetric flow rate into chamber. Заменяющий блок Constant Volume Chamber (IL) не отсоединяет эту переменную для инициализации.	Откройте диалоговое окно блока исходного блока Hydraulic и посмотрите на вкладку Variables. Если исходный блок Hydraulic не заменял приоритет инициализации по умолчанию и начинающееся значение для этой переменной, никакое действие не необходимо. Если флажок Override устанавливается для этой переменной, используйте Переменное Средство просмотра, чтобы сравнить результаты инициализации.
Начало значений увеличения Диаметра и Скорости потока жидкости удалено.	Блоку Constant Volume Hydraulic Chamber в исходной модели установили параметр Chamber wall type на `Compliant`. В этой настройке блок позволяет вам задать приоритет инициализации и цели для переменных Diameter increase и Volumetric flow rate into chamber. Заменяющий блок Constant Volume Chamber (IL) не отсоединяет эти переменные для инициализации.	Откройте диалоговое окно блока исходного блока Hydraulic и посмотрите на вкладку Variables. Если исходный блок Hydraulic не заменял приоритет инициализации по умолчанию и начинающиеся значения для этих переменных, никакое действие не необходимо. Если флажок Override устанавливается для любой из этих переменных, используйте Переменное Средство просмотра, чтобы сравнить результаты инициализации.
Начало значений Скорости потока жидкости и Перепада давления удалено.	Несколько Блоков Гидравлики, таких как отверстия или гидромеханические конвертеры, имеют вкладку Variables, где можно задать приоритет инициализации и цели для переменных Flow rate и Pressure differential. Эквивалентные Изотермические Жидкие блоки не отсоединяют эти переменные для инициализации.	Откройте диалоговое окно блока исходного блока Hydraulic и посмотрите на вкладку Variables. Если исходный блок Hydraulic не заменял приоритет инициализации по умолчанию и начинающиеся значения для этих переменных, никакое действие не необходимо. Если флажок Override устанавливается для любой из этих переменных, используйте Переменное Средство просмотра, чтобы сравнить результаты инициализации.
Блокируйте использование Мертвый объем 1e-4 м^3.	Блоку Rotational Hydro-Mechanical Converter или Translational Hydro-Mechanical Converter в исходной модели установили параметр Compressibilty на `Off`. Когда сжимаемость выключена, гидромеханические конвертеры не составляют жидкий объем и не отсоединяют параметр Dead volume. Эквивалентные Изотермические Жидкие блоки конвертера регистрируют жидкий объем, даже когда сжимаемость выключена.	Комплекты инструментальных средств преобразования параметр Dead volume в заменяющем блоке Isothermal Liquid к тому же значению как в исходном блоке Hydraulic. (Исходный блок Hydraulic использовал этот параметр только со сжимаемостью на.) Инструмент также распечатывает значение параметров для вашего удобства. Настройте это значение при желании.
Блокируйте Интерфейс использования начальное смещение 0 м.	Блоку Translational Hydro-Mechanical Converter в исходной модели установили параметр Compressibilty на `Off`. Гидравлические поступательные конвертеры отсоединяют параметр Piston initial position только, когда сжимаемость включена. Эквивалентные Изотермические Жидкие блоки конвертера позволяют вам определить начальное перемещение интерфейса, даже когда сжимаемость выключена.	Комплекты инструментальных средств преобразования параметр Interface initial displacement в заменяющем блоке Isothermal Liquid к значению параметра Piston initial position в исходном блоке Hydraulic (даже при том, что этот параметр не использовался со сжимаемостью прочь.) Инструмент также распечатывает значение параметров для вашего удобства. Настройте это значение при желании.
Блокируйте Интерфейс использования начальное вращение 0 рад.	Блоку Rotational Hydro-Mechanical Converter в исходной модели установили параметр Compressibilty на `Off`. Гидравлические вращательные конвертеры отсоединяют параметр Shaft initial angle только, когда сжимаемость включена. Эквивалентные Изотермические Жидкие блоки конвертера позволяют вам задать начальное вращение интерфейса, даже когда сжимаемость выключена.	Комплекты инструментальных средств преобразования параметр Interface initial rotation в заменяющем блоке Isothermal Liquid к значению параметра Shaft initial angle в исходном блоке Hydraulic (даже при том, что этот параметр не использовался со сжимаемостью прочь.) Инструмент также распечатывает значение параметров для вашего удобства. Настройте это значение при желании.
Поместите в камеру набор спецификации к твердому. Чтобы смоделировать гибкий объем, рассмотрите использование блока Simscape Fluids Pipe (IL).	Блоку Constant Volume Hydraulic Chamber в исходной модели установили параметр Chamber wall type на `Compliant`. Заменяющий блок Constant Volume Chamber (IL) не имеет этой опции.	Если у вас есть лицензия Simscape Fluids, можно использовать блок Pipe (IL) из библиотеки Fluids> Isothermal Liquid> Pipes & Fittings как замена.
Рассмотрите корректировку начального давления в ранее связанном блоке.	Блок Hydraulic Cap в исходной модели был удален.	Для получения дополнительной информации и предлагаемые действия, смотрите Замену Блока.
Рассмотрите сжимаемость жидкости моделирования с блоком Translational Mechanical Converter (IL).	Блок Variable Hydraulic Chamber или Hydraulic Piston Chamber в исходной модели был удален.	Для получения дополнительной информации и предлагаемые действия, смотрите Замену Блока.
Рассмотрите инерцию жидкости моделирования с блоком Pipe (IL).	Блок Fluid Inertia в исходной модели был удален.	Для получения дополнительной информации и предлагаемые действия, смотрите Замену Блока.
Критический набор числа Рейнольдса к 12.	Блоку Constant Area Hydraulic Orifice или Variable Area Hydraulic Orifice в исходной модели установили параметр Laminar transition specification на `Pressure ratio`. Эти Блоки Гидравлики имеют две опции для определения перехода между ламинарным и турбулентным режимом: отношением давления или критическим числом Рейнольдса. Заменяющий блок Local Restriction (IL) не имеет опции отношения давления.	Блок Local Restriction (IL) задает переход между ламинарным и турбулентным режимом критическим числом Рейнольдса и комплектами инструментальных средств преобразования значение по умолчанию 12 для параметра Critical Reynolds number. Если исходный блок Hydraulic использовал значение параметров Laminar flow pressure ratio по умолчанию `0.999`, никакое действие не необходимо. Если значение параметров Laminar flow pressure ratio в исходном блоке существенно отличалось, вы можете должны быть настроить значение параметров Critical Reynolds number в заменяющем блоке.
Максимальный набор области ограничения к 1e10 м^2.	Блок Variable Area Hydraulic Orifice не имеет параметра, который задает максимальную площадь, блок принимает, что максимальной площадью является `inf`. Заменяющий блок Local Restriction (IL), с набором Restriction type к `Variable`, требует значения параметров Maximum restriction area меньше, чем `inf`.	Комплекты инструментальных средств преобразования параметр Maximum restriction area в заменяющем блоке Local Restriction (IL) к произвольному большому значению, `1e10 m^2`. Настройте это значение при желании.
Исходный блок имел отношение Удельной теплоемкости 1,4. Установите Воздух политропный индекс на это значение в блоке Isothermal Liquid Properties (IL).	Несколько Блоков Гидравлики, таких как емкости или гидромеханические конвертеры, имеют параметр Specific heat ratio. В изотермической жидкой области все свойства жидкости заданы в блоке Isothermal Liquid Properties (IL).	Инструмент преобразования распечатывает значение параметра Specific heat ratio в исходном блоке для вашего удобства. Откройте блок Isothermal Liquid Properties (IL), соединенный со схемой, и установите ее параметр Air polytropic index на это значение.

Документация