等温流体システムのモデル化

対象とする用途

Isothermal Liquid ライブラリには、オリフィス、チャンバー、油圧機械式変換器、センサーおよびソースなどの基本的な要素が含まれています。これらのブロックを使用して、液体温度が一定と仮定された油圧システムを、次のような用途でモデル化します。

機械システムの油圧作動
管網を経由した等温流体の輸送
発電用水力タービン

等温流体ドメインでは、作動流体はシミュレーション中に一定の温度であると仮定されます。熱力学効果をモデル化するには、Thermal Liquid および Two-Phase Fluid ライブラリのブロックを使用してください。Simscape™ マルチドメインシステムのモデル化に使用できる流体ドメインの詳細については、Simscape の流体ドメインを参照してください。

Isothermal Liquid Properties (IL) ブロックを使用して、接続されたループ内の作動流体の特性を指定します。このブロックでは、いくつかのモデル化オプションからの選択ができます (等温流体のモデル化のオプションを参照)。

ネットワーク変数

等温流体ドメインでは、アクロス変数は圧力で、スルー変数は質量流量です。変数をこのように選択すると、圧力と質量流量の積は仕事率ではないため、疑似ボンドグラフが生成されます。

流体体積付きブロック

等温流体ドメインのコンポーネントは検査体積を使用してモデル化されます。検査体積は、コンポーネント内の流体を包含し、周囲の環境および他のコンポーネントからその流体を区別します。検査面を通過する質量流量は端子によって表されます。コンポーネント内部の流体体積は内部ノードを使用して表されます。このノードは、コンポーネント内部の圧力を提供します。この内部ノードは表示されませんが、Simscape データログを使用してそのパラメーターと変数にアクセスできます。詳細については、シミュレーションデータログについてを参照してください。

以下に示す Isothermal Liquid ライブラリのブロックは、流体体積付きのコンポーネントとしてモデル化されます。Reservoir (IL) の場合、体積は無限大であると仮定されます。

ブロック	気体体積
Constant Volume Chamber (IL)	有限
Pipe (IL)	有限
Rotational Mechanical Converter (IL)	有限
Translational Mechanical Converter (IL)	有限
Reservoir (IL)	無限

他のコンポーネントでは体積が比較的小さく、そのため、コンポーネント内に流体が入ってから出て行くまでの時間はごく短くなります。それらのコンポーネントは準定常状態であると見なされ、内部ノードをもちません。

参照ノードおよびグラウンディングルール

機械ドメインと電気ドメインでは、ドメイン内でトポロジ的に異なる回路がそれぞれ、参照ブロックを少なくとも 1 つ含まなければなりませんが、等温流体ネットワークのグラウンディングルールは異なっています。

流体体積付きブロックには内部ノードが含まれており、コンポーネント内の圧力を提供することで等温流体ネットワークの参照ノードとして機能します。接続された各等温流体ネットワークには、少なくとも 1 つの参照ノードがなければなりません。つまり、接続された各等温流体ネットワークには、流体体積付きブロックにリストされているブロックの少なくとも 1 つがなければならないということです。言い換えれば、流体体積を含まない等温流体ネットワークは無効なネットワークであることになります。