[发明专利]一种风洞群高压空气资源消耗的计算方法

说明书

本发明适用于风洞试验技术领域，提供了一种风洞群高压空气资源消耗的计算方法，其包括以下步骤，构造拓扑结构模型；建立监测系统；采集风洞群中正在试验风洞的状态，采集高压空气系统的状态；获得正在试验风洞消耗的罐群压力差；更新拓扑结构模型；遍历更新后的拓扑结构模型，获得正在试验风洞的保障容积；通过压差法计算正在试验风洞的高压空气资源消耗；所述高压空气系统包括高压机组、高压罐群、输气总管、输气支管、阀门。本发明通过构建模型的方式，将高压空气系统、风洞之间的实际的物理拓扑结构关系进行了表达，因此，本发明实施例中的风洞群高压空气资源消耗的计算方法，能够自动识别风洞正在使用的高压罐群、输气总管、输气支管。

技术领域

本发明属于风洞试验技术领域，尤其涉及一种风洞群高压空气资源消耗的计算方法。

背景技术

大型风洞设备设施是国家重要战略资源，航空航天、地面交通运输、建筑桥梁、可再生能源、环境保护等多个领域都需要开展风洞试验。根据洞体中气体流速，风洞一般分为低速、高速、超高速等多种类型，每种类型的风洞，按试验段口径、试验类型、试验时间等划分又分为大/小、常规/特种(比如结冰、声学、低温等)、暂冲/连续等不同风洞。

风洞试验的开展，需要水、电、压缩空气、真空以及特种气源等动力资源的有力保障，动力资源消耗成本约占风洞试验总成本的50％，预计未来的动力消耗成本将在试验运行成本中占据更大的比例。因此，实现对风洞试验动力资源消耗的准确计量，作为风洞试验运行管理、设备维修维护以及试验成本核算的基础，具有重要的现实意义。

现有技术中通常采用以下三种方式来计算高压空气资源消耗：通过高压机组总产气量计算、在输气支管上加装流量计、在风洞加装流量计，具体地：

通过高压机组总产气量计算，通常直接将机组的单位时间生产能力和总的生产时间这两个参数相乘，便得到高压机组总产气量，该方法简单，但是无法区分风洞用户和罐群，只能统计到某一个用户群的消耗总量，不能具体到每个风洞每车次的消耗；

在每条输气支管加装流量计的方式，一方面成本太高，另一方面无法区分共用同一输气支管的不同风洞的消耗；

在每座风洞加装流量计的方式，除了代价更高以外，部分风洞由于结构、风洞流场的限制，不能安装流量计，并且也无法精确到每一次试验的消耗。

总之，现有技术中的针对风洞高压空气动力资源消耗量的计算方法中，都存在一些明显的局限，不适合风洞群消耗计量应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风洞群高压空气资源消耗的计算方法，旨在解决现有技术中的计算方法不适合风洞群消耗计量的技术问题。

本发明提供了一种风洞群高压空气资源消耗的计算方法，其包括如下步骤：

步骤S1：利用高压空气系统、风洞之间的拓扑结构关系，构造拓扑结构模型；

步骤S2：建立监测系统，用以监控风洞群中正在试验风洞的状态，以及高压空气系统的状态；

步骤S3：采集风洞群中正在试验风洞的状态，采集高压空气系统的状态；

步骤S4：适配风洞群中正在试验风洞的状态与高压空气系统的状态，获得正在试验风洞消耗的罐群压力差Δp；

步骤S5：更新拓扑结构模型；

步骤S6：遍历更新后的拓扑结构模型，获得正在试验风洞的保障容积V；

步骤S7：通过压差法计算正在试验风洞的高压空气资源消耗V_N；

其中，所述高压空气系统包括高压机组、高压罐群、输气总管、输气支管、阀门。

进一步地，所述步骤S1中：