一种基于图论的大型客机辅助冷却系统仿真建模方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于图论的大型客机辅助冷却系统仿真建模方法，所述辅助冷却系统基于蒸汽压缩制冷循环，所述方法首先1)按照设定编码规则，对所述辅助冷却系统中的子系统及所述子系统的子单元进行编码；2)基于编码后的所述辅助冷却系统，生成有向图的边集和点集，构建所述有向图；3)将所述有向图表达为邻接矩阵；4)解码所述邻接矩阵，获取所述辅助冷却系统的所述子系统类型、各所述子单元连接方式、载冷剂流向；5)根据解码结果，计算得到各所述子单元的进口载冷剂状态和出口载冷剂状态。本发明专利技术提供的建模方法，可以快速、准确得建立大型客机辅助冷却系统通用仿真模型，适用于多种不同的辅助冷却系统构型，具备通用性。

A simulation modeling method based on graph theory for auxiliary cooling system of large airliner

The invention discloses a simulation modeling method of the auxiliary cooling system of a large airliner based on the graph theory. The auxiliary cooling system is based on the steam compression refrigeration cycle. The method first codes the subsystem in the auxiliary cooling system and the sub units of the subsystem according to the set coding rules; 2) generates the edge of the directed graph based on the coded auxiliary cooling system Set and point set to construct the directed graph; 3) express the directed graph as adjacency matrix; 4) decode the adjacency matrix to obtain the subsystem type, connection mode of each sub unit and refrigerant flow direction of the auxiliary cooling system; 5) calculate the inlet and outlet refrigerant states of each sub unit according to the decoding results. The modeling method provided by the invention can quickly and accurately establish a general simulation model of the auxiliary cooling system of a large airliner, which is suitable for a variety of different auxiliary cooling system configurations and has universality.

【技术实现步骤摘要】
一种基于图论的大型客机辅助冷却系统仿真建模方法
本专利技术涉及大型客机辅助冷却系统仿真建模领域，尤其涉及一种基于图论的大型客机辅助冷却系统仿真建模方法。
技术介绍
辅助冷却系统是一种应用于宽体商用飞机的新型热管理系统，旨在为客机电子设备、餐车厨房等用冷单元提供冷量。辅助冷却系统制冷能力是实现宽体飞机实现商用的关键因素。目前采用的空气循环冷却技术由于空气流量及噪声的限制，渐渐接近其制冷极限，不能满足日益增加的厨房和电子系统冷却需求。基于此，商用飞机引入了紧凑性好和效率高的蒸汽压缩制冷循环。现有的飞机辅助冷却系统建模方法侧重于基于空气循环的冷却系统仿真，其中，基于能量流图和热流法是主流的仿真建模方法。基于能量流图的仿真方法可以用来分析系统性能，但仅限于原始的非线性和多元性质；热流法可以揭示该系统的传热特性，是在干燥和除湿条件下模拟系统性能的有效方法。但是，上述基于空气循环的建模方法是基于单相工作流体方程开发的。与基于空气循环的冷却系统相比，基于相变制冷剂的蒸汽压缩制冷循环具有不同的传热特性。因此，基于空气循环的冷却系统开发的建模方法和现有模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图论的大型客机辅助冷却系统仿真建模方法，所述辅助冷却系统基于蒸汽压缩制冷循环，其特征在于，所述方法包括：/n步骤1、设定编码规则，对所述辅助冷却系统中的子系统及所述子系统的子单元进行编码；/n步骤2、基于编码后的所述辅助冷却系统，生成有向图的边集和点集，构建所述有向图；/n步骤3、将所述有向图表达为邻接矩阵；/n步骤4、解码所述邻接矩阵，获取所述辅助冷却系统的所述子系统类型、各所述子单元连接方式、载冷剂流向；/n步骤5、根据解码结果，计算得到各所述子单元的进口载冷剂状态；/n步骤6、根据解码结果，计算得到各所述子单元的出口载冷剂状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于图论的大型客机辅助冷却系统仿真建模方法，所述辅助冷却系统基于蒸汽压缩制冷循环，其特征在于，所述方法包括：
步骤1、设定编码规则，对所述辅助冷却系统中的子系统及所述子系统的子单元进行编码；
步骤2、基于编码后的所述辅助冷却系统，生成有向图的边集和点集，构建所述有向图；
步骤3、将所述有向图表达为邻接矩阵；
步骤4、解码所述邻接矩阵，获取所述辅助冷却系统的所述子系统类型、各所述子单元连接方式、载冷剂流向；
步骤5、根据解码结果，计算得到各所述子单元的进口载冷剂状态；
步骤6、根据解码结果，计算得到各所述子单元的出口载冷剂状态。


2.如权利要求1所述的基于图论的大型客机辅助冷却系统仿真建模方法，其特征在于，所述步骤1根据载冷剂流向，依次编码各所述子系统；根据载冷剂流向，依次编号各所述子单元；各所述子单元中，首先依次编码分歧管和汇合管，再对内部部件依次编码。


3.如权利要求2所述的基于图论的大型客机辅助冷却系统仿真建模方法，其特征在于，所述步骤2的所述点集如式(1)和式(2)：
V(D)＝V1∪…∪Vi∪…∪VN(1)



其中，所述有向图用D表示；V(D)表示所述有向图的所述点集；Vi表示所述子系统，下标i代表子系统类型；vi表示所述子单元在所述有向图中编码的第i个点；i0代表所述Vi的第一个元素编号；S(i)、J(i)和N(i)分别为所述Vi中所述子单元的分歧管数目、汇合管数目和内部部件数目。


4.如权利要求3所述的基于图论的大型客机辅助冷却系统仿真建模方法，其特征在于，所述步骤2的所述边集如式(3)、(4)和(5)：
E(D)＝E1∪E2…∪E2i-1∪E2i…∪E2N-1(3)






其中，E(D)表示所述有向图的所述边集；E1至E2i-1的任意边集代表所述子系统Vi的出口与子系统Vi+1的入口连接关系；E2i至E2N-1的任意边集代表所述Vi中各所述子单元的连接关系；vn表示所述内部部件在所述有向图中的编码；
式(4)中，与所述vn构成所述有向图的边集的子单元编码的下标，起点为i0，终点为i0+S(i)+J(i)；
式(5)中，与所述vn与构成所述有向图的边集的子单元编码的下标，起点为i0+S(i)+J(i)+N(i)+1，终点为i0+S(i)+J(i)+N(i)+S(i+1)。


5.如权利要求4所述的基于图论的大型客机辅助冷却系统仿真建模方法，其特征在于，所述步骤3的所述邻接矩阵满足：



其中，M代表所述邻接矩阵，M[i,j]为所述M的第i列、第j行的元...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡海涛，孙浩然，李浩，吴成云，王旭阳，吕中原，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31