네트워크 및 네트워크 연결
Simscape™ Fluids™ 모델은 여러 개의 유체 네트워크를 포함할 수 있으며, 이때 각 네트워크는 단일 유체를 나타냅니다. 오류 또는 예기치 않은 결과를 방지하려면 다음 지침에 따라 유체 네트워크를 올바르게 연결하십시오.
유체 네트워크 간 연결
유체 네트워크가 서로 다른 Simscape 도메인에 속하거나, 동일한 유형의 도메인들이 직접 연결되어 있지 않은 경우 유체 네트워크는 서로 별개입니다. 각각의 개별 네트워크에 유체 물성 블록이 있는지 확인하십시오. 네트워크에 둘 이상의 유체 물성 블록을 추가하면 모델 컴파일 오류가 발생할 수 있습니다.
Fluid Network Interfaces 라이브러리의 블록을 사용하여 서로 다른 도메인을 연결할 수 있습니다. 예를 들어, Condenser and Evaporator Heat Transfer 예제에서는 Condenser Evaporator (2P-MA) 블록을 사용하여 2상 네트워크와 습윤 공기 네트워크 간의 열 교환을 모델링합니다.
모델에 동일한 도메인의 유체 네트워크가 여러 개 포함된 경우, 각 네트워크는 자신의 유체 물성 블록을 가져야 합니다. 예를 들어, Engine Cooling System 예제에서는 Heat Exchanger (TL-TL) 블록을 사용하여 두 개의 개별 열 유체 네트워크(냉각수를 모델링하는 네트워크와 오일을 모델링하는 네트워크) 간의 열 교환을 모델링합니다.
네트워크 그라운드하기
모든 유체 네트워크는 유체 부피를 모델링하는 블록을 적어도 하나 포함해야 합니다. 유체 부피를 갖는 블록은 유체 네트워크를 그라운드하기 위한 기준 노드 역할을 합니다. 네트워크를 그라운드하지 않고 시뮬레이션하면 솔버 오류가 발생합니다. 아래 모델에서는 Pipe (TL) 블록의 유체의 동적 압축성 파라미터가 선택 해제되어 있으며, 이는 블록이 유체 부피를 모델링하지 않음을 의미합니다.
이 모델을 수정하려면 다음을 수행할 수 있습니다.
Pipe (TL) 블록에서 유체의 동적 압축성 파라미터를 선택합니다.
Tank (TL), Reservoir (TL), Controlled Reservoir (TL) 또는 Constant Volume Chamber (TL) 블록을 모델에 추가합니다.
유체 부피를 갖는 블록을 하나 이상 포함해야 한다는 요구 사항은 열 유체 도메인만이 아닌 모든 도메인에 적용됩니다. 기본적으로 Moist Air 라이브러리, Gas 라이브러리, Two-Phase Fluid 라이브러리의 파이프는 유체 압축성을 모델링하며 네트워크를 그라운드하는 역할을 합니다.
폐루프 네트워크에서의 온도 드리프트
완벽하게 절연되고 유체를 구동하는 소스가 있는 폐루프 유체 시스템을 모델링하는 경우, 루프 내 유체의 온도는 시간이 지남에 따라 상승합니다. 아래 모델에서 파이프 블록은 완벽하게 절연되었으며 Flow Rate Source (TL) 블록이 시스템에 일을 하고 있습니다. Simscape 결과 탐색기를 사용하여 모델 동작을 관찰할 경우, 에너지가 빠져나갈 곳이 없기 때문에 온도와 압력이 꾸준히 상승하는 것을 볼 수 있습니다.
열 유체 네트워크에서 열이 빠져나갈 수 있게 해주는 블록에 Pipe (TL) 블록을 연결하여 이 동작을 변경할 수 있습니다. 아래 모델에서는 온도 파라미터가 293.15 K로 설정된 Temperature Source 블록에 두 개의 파이프가 모두 연결되어 있습니다. 열 유체 네트워크가 더 이상 완벽하게 절연되지 않으므로, 네트워크의 온도와 압력은 Temperature Source 블록에 의해 제어되는 정상 상태에서 변동 없이 일정한 수준을 유지합니다.
네트워크 내 고도 변화
파이프와 같은 하나의 컴포넌트에서 고도 변화를 지정하는 경우, 탱크 블록의 입구 높이를 포함하여 네트워크의 나머지 부분이 이 고도 변화와 일치하는지 확인해야 합니다. 유체 루프 내의 순 고도 변화는 루프를 완전히 한 바퀴 순환한 후에 그 합이 0이 되어야 합니다. 고도 이득의 합이 0이 되지 않으면 비물리적인 결과가 나타날 수 있습니다. 예를 들어, 유동 소스가 없는 아래와 같은 네트워크 루프를 가정해 보겠습니다.
루프에 두 개의 Pipe (TL) 블록이 포함되어 있고 유동 소스가 없으므로, 시뮬레이션 중에 온도와 압력이 변하지 않아야 합니다. 그러나 한 파이프 블록의 포트 A에서 포트 B로의 고도 이득 파라미터를 4 m로 설정하고 다른 블록에서는 0 m로 설정하면 루프 전체의 순 고도 변화 합이 0이 되지 않습니다. 이 시나리오에서는 파이프를 통과하는 질량 유량이 감소하고 온도와 압력은 상승합니다.
한 파이프 블록의 포트 A에서 포트 B로의 고도 이득 파라미터를 4 m로 설정하고 다른 블록에서는 -4 m로 설정하면 루프 전체의 순 고도 변화 합이 0이 되고 질량 유량, 온도 및 압력은 0으로 유지됩니다.
파이프 끝에 있는 밸브와 같이, 고도 변화에는 기여하지만 파이프의 물리적 길이에는 영향을 주지 않는 컴포넌트를 고려하려면 인접한 파이프의 높이에 밸브 높이를 포함하십시오. 이 경우 파이프 고도 변화가 파이프 길이보다 더 클 수 있습니다. (R2023b 이후)
