flags2 r  flags2 e 

Программный комплекс ВПРЫСК

Сайт - "Лаборатория Топливных систем".

Программный комплекс «ВПРЫСК» описывает процесс подачи жидких топлив в напорных топливных системах и является инструментом исследования, проектирования, оптимизации топливных систем. Разработка появилась в 1984 г., была написана на языке Фортран-4 и ориентирована на основные в то время ЭВМ типа ЕС (IBM), производимые в странах СЭВ. Эксплуатировалась при подаче в приемник пакета перфокарт, а затем и с формированием задания с удаленного монитора, связанного с ЭВМ высокочастотным кабелем. Для анализа систем уже в первой же версии предусматривалась организация численного эксперимента. С 1986 г. программа была переведена на язык Фортран-77 и эксплуатировалась в диалоговом режиме на ЭВМ Электроника, СМ. Результаты представлялись псевдографике. С 1990 г. она использовалась при выполнении курсового проекта по Системам питания студентами 6 курса. В 1993 начала эксплуатироваться значительно более удобная программа с сервисной оболочкой, обеспечивающей нормальную с точки зрения современного пользования работу. Сервисная оболочка функционировала как в операционной системе DOS, а позднее в Windows 3.6 ... 97. Впервые был применен встроенный графический редактор схемы топливных систем на языке Assemble, написанный В. А. Светловым. Оболочка имела качественную графику, сервис диалога. С 2009 введен в эксплуатацию программный комплекс «ВПРЫСК» четвертого поколения, ориентированный на PC со средами Windows-NT, XP, Vista. Получил дальнейшее развитие принцип «Usability» — удобства, дружественности по отношению к пользователю. Перспектив у коммерческой программы для топливной системы одного типа нет. В программном комплексе «ВПРЫСК» 3-го поколения пользователь рисовал систему из примитивов, а программа распознавания обрабатывала схему и формировала данные для расчетного ядра. При всей привлекательности и общности такого подхода, он себя не оправдал. Пользователь мог рисовать невозможные для анализа схемы, бывали сбои в интерпретации схем, переусложнялись сервисные программы. В программном комплексе 4-го поколения пользователю предлагается набор всех практически значимых схем, дальнейшая их детализация производится им путем исключения ненужного и уточнения вида элементов и конкретных технических решений в диалогах. Здесь уместно сравнить программный комплекс «ВПРЫСК» с известными коммерческими программами того же назначения (смотри таблицу). Можно условно классифицировать их на три группы по способам генерации схемы топливных систем.

 

Таблица сравнения возможностей различных программ для расчета топливоподачи

В первой (Ricardo, AVL) пользователь собирает схему из мелких примитивов типа «узость, поворот, емкость». Генерация одной топливной систы с обдумыванием и ее анализом может занимать неделю, для малоопытного пользователя и более. Во вторую группу можно условно отнести программные комплексы AMESIM (Imagine Lab. ICE), Gamma Technol (GT-SUITE). В них работа ведется с более крупными примитивами типа узлов или деталей топливной систы. Наконец, в программных комплексах «ВПРЫСК» и Bosch работа ведется с укрупненными составляющими типа устройства, узла (распылитель, насосная секция, кулачковый привод). По нашему мнению, последний подход в наибольшей степени отвечает принципу Usability. Это доказывается многолетней практикой как использования в курсовом и дипломном проектировании студентами МГТУ, так и работой заводских специалистов. Применение таких крупных элементов схемы позволил перейти на технологию «ВПРЫСК» - 4 — предложения для выбора и уточнения готовых прототипов схем, обеспечивает быстрое освоение программы, но никак не наносит ущерба точности и необходимой детализации топливной системы и достоверности расчетов. Последнее обеспечивается не формальным многообразием возможностей, а наличием только необходимых детализаций, существование которых обязано формированию диалога специалистами, а не математиками-программистами. С точки зрения организации работ в программном комплексе можно отметить полезную преемственность с предыдущими версиями и новые возможности. Так, по-прежнему возможно одномерное, двумерное сканирование, многомерное с одним определяющим фактором, построение характеристик. Для многомерного анализа по числу факторов, больших 2, используется аппарат оптимизации одним их 14 возможных методов. В целях решения конечной задачи — построения двигателя с заданными параметрами, например, экологическими, осуществляется взаимодействие с другим программным продуктом — «ДИЗЕЛЬ-РК». Оптимизация рабочего процесса по заданным условиям — единственно научно обоснованный способ обоснования ряда определяющих параметров топливной системы и ее важнейших показателей. Используется и обратная связь — получаемая в программном комплексе «ВПРЫСК» характеристика и другие показатели впрыскивания являются исходными данными для расчета рабочего процесса. Совершенствование интерфейса 25 лет шло параллельно совершенствованию математических моделей. Потребности выполняемых работ для практики, изменяющиеся конструкции топливных систем, новые процессы и уровень показателей обусловливали новые подходы и усовершенствования расчетных методов. К важнейшим достоинствам программного комплекса «ВПРЫСК» можно относить использование для расчета аналитических и численных решений исходных уравнений (у каждого свои достоинства). При этом уникальной разработкой МГТУ им. Н.Э. Баумана является расчет гидравлического сопротивления для нестационарных потоков. Быстродействующие алгоритмы не замедляют счет, а гидродинамическое трение рассчитывается корректно (известные формулы для установившегося по длине и времени течений в трубе дают ошибку до порядка и более). Эти работы основываются на проведенном цикле тонких физических экспериментов. Новые параметры топливных систем продиктовали необходимость учета неизотермичности в процессе подачи. Не теряют актуальность вопросы корректного учета двухфазного топлива. Учет газовой фазы производится на основе гипотезы и формальной процедуры по Астахову И.В. - Голубкову Л. Н., так и в рамках модели дисперсионной среды с переменными свойствами. В последнем случае производится учет гистерезиса при выделении — растворении газа. Полезные приложения для промышленности имела организация решения сопряженной задачи топливоподачи и динамики привода ТНВД. Можно лишь сожалеть, что, несмотря на наличия такого вопроса в программе курса Динамика ДВС, выпускники ВУЗов России так и остаются в этом вопросе неосведомленными. Результат — фатальные ошибки при проектировании новых двигателей. Внедрение топливных систем с электронным управлением обусловил необходимость разработок моделей быстродействующих электроприводов. К слову, по той же причине обострилась проблема расчета динамики привода из-за изъятия муфты опережения. Сравнение пользовательского интерфейса и еще более, математических моделей, с аналогами показывает, что им программный комплекс «ВПРЫСК» 4 не уступает, а по ряду позиций превосходит.

inject main

Решающими достоинствами мы считаем относительная простота освоения и работы, быстродействие наряду с аппаратом исследования и оптимизации. Разумеется, имеются по отношению к конкурирующим программам кажущиеся и реальные изъяны. К первым, например, можно отнести отсутствие трехмерных расчетов течения. Подобные модели и программы на кафедре Поршневых двигателей МГТУ им. Н.Э. Баумана разработаны (NSF-3), но здесь не применяются сознательно: расчет трехмерных течений по времени значительно превышает основную задачу. Таким образом, решение практических задач становится невозможным. В необходимых случаях (течении в конусах) это компенсируется полуэмпирическими методиками. К реальным недостаткам относятся более слабая проработка полезных «мелочей» сервиса, на сегодня — одноязычность, проигрыш в продвижении программы на рынке. Ныне программный комплекс функционирует в режиме удаленного пользования с сервером в МГТУ. Программный комплекс передан для работы на ряд предприятий и ВУЗов России, является инструментальной базой при выполнении курсового проекта по дисциплине Системы питания в МГТУ, применяется при выполнении договорных работ.

JSN Epic template designed by JoomlaShine.com