기체 시스템

이 예제는 Foundation Library 가스 컴포넌트를 사용하여 제어식 공압 액추에이터를 모델링하는 방법을 보여줍니다. Directional Valve는 Variable Local Restriction(G) 블록에서 생성되어 흐름 경로를 열고 닫는 것을 모델링하는 마스크 처리된 서브시스템입니다. Double-Acting Actuator는 Translational Mechanical Converter(G) 블록에서 생성되어 가스 네트워크와 병진 기계 네트워크 사이의 인터페이스를 모델링하는 마스크 처리된 서브시스템입니다.

How a pneumatic vane motor can be modeled using the Simscape™ language. The Pneumatic Motor component is built using the Simscape Foundation gas domain. It inherits from the foundation.gas.two_port_steady base class, which contains common equations that implement the upwind energy flow rate and the gas properties at the ports. The Pneumatic Motor subclass implements equations that describe behaviors specific to the component, such as the motor torque and flow rate characteristics and the mass and energy balance. The Pneumatic Motor block is inserted into the model using the Simscape Component block without the need to generate a separate library.

이 예제는 Local Restriction(G) 블록에 의해 모델링된 가스 오리피스의 초킹 동작을 보여줍니다. Controlled Reservoir(G) 블록은 가스 오리피스를 테스트하기 위해 Reservoir Inputs 서브시스템에서 제어되는 압력과 온도 경계 조건을 설정하는 데 사용됩니다.

이 예제에서는 브레이턴 사이클을 기반으로 하는 가스 터빈 보조 동력 장치(APU)를 모델링합니다. Compressor 블록과 Turbine 블록은 Simscape™ Foundation Gas 라이브러리를 기반으로 하는 사용자 지정 컴포넌트입니다. 시스템에 입력되는 파워는 연소기로 주입되는 열로 표현되며 실제 연소 화학 반응은 모델링되지 않습니다. 압축기와 터빈이 단일 축으로 연결되어 터빈의 파워가 압축기를 구동합니다. APU는 배기 스트림을 더욱 확장하여 출력 파워를 생성하는 자유 터빈입니다.

이 예제에서는 건물의 환기 회로를 모델링합니다. 건물 내부의 공기량은 4개 구역으로 나뉩니다. 환기 장치는 차가운 공기를 구역 1로 불어 넣고 구역 3에서 공기를 추출합니다. 추출한 공기는 선택적으로 재활용되어 구역 1로 유입될 수 있습니다. 구역 4의 문을 열어 공기를 대기로 배출할 수 있습니다.

Model a Gamma Stirling engine using gas, thermal, and mechanical Simscape™ components and domains.

The Fanno flow model is an analytical solution of an adiabatic (perfectly insulated) compressible perfect gas flow through a constant area pipe with friction. This example shows a comparison and validation of the Simscape™ Pipe (G) block against the Fanno flow model. While you typically need empirical data to validate a block over a range of scenarios, it may still be useful to perform limited validation against analytical models for specific scenarios. This is because the theory and derivation behind the analytical model may provide more insight into where the block works well and how to address limitations. The comparison shows that, for short to moderate pipe lengths, the Simscape pipe model agrees well with the Fanno flow model. For long pipe lengths, a segmented pipe model agrees well with the Fanno flow model.

Gas flow through a compressor which is modeled using a simple controlled mass flow rate source. The compressor map that governs this mass flow rate is modeled using the PS Scattered Lookup (2D) block whose data coordinates are the pressure ratio (Pa/Pa) and the engine RPM, and the output is the mass flow rate (kg/s). The scattered lookup block performs delaunay triangulation on the input data (which is shown in plots below), and uses this to interpolate and calculate the mass flow rate based on the input. Scattered lookup allows modeling of the compressor even if the data provided is in an unstructured format.