Bentley OpenFlows HAMMER CONNECT Edition 帮助

控制阀的收敛改进

HAMMER CONNECT 版本 SS2 中,数字求解器进行了一些改进,以提高模型中存在控制阀时的求解稳定性。如果允许控制阀在每次迭代时都更改状态,则可能具有无法收敛的振荡解。在此版本中,用户在控制逻辑很复杂的某些情况下可以更好地控制收敛,尤其是在控制阀可以彼此交互时。

当存在收敛问题时,可执行的第一个简单步骤是增加每个解的“试验”(迭代)次数。系统提供默认值 40,但对于具有许多复杂控制阀的系统,可能需要增加此值,以使上述的其他阀门能够实现解。值 200 或更大值不适合有问题的模型。由于此值是全局值,因此需要将其设置得足够大,以涵盖模型中最难处理的时间步长。将此值设置得过大也不会产生不利影响。

要防止求解时发生振荡,可以允许数字求解器在更改连接到水箱的水泵、止回阀、流量控制阀和管道的状态之前进行多次迭代。虽然这意味着需要更多次迭代才能达到最终解,但往往可使求解过程更稳定。此参数(称为“收敛检查频率”- 请参阅计算选项)的默认值设置为 2,但是,如果系统中有多个控制阀,并且遇到收敛问题,可以增大此数值。此参数的值应远小于允许的试验总次数,否则控制阀将无法确定其正确状态。典型的做法是将默认值 (2) 增大至 10。请注意,如果增大了“收敛检查频率”参数的值,可能需要相应地增大“收敛检查中断”参数的值。下文讨论此特定选项。

阀门的状态稳定后,数字求解器可以快速收敛于解。在某个时间点,检查水泵和阀门的状态并不是高效的做法。此迭代次数称为“收敛检查中断”,默认情况下设置为 10。在具有复杂控制阀的模型中,可能需要增大此值,以使控制阀在其状态变固定之前达到稳定的值集。为此,应将“收敛检查中断”参数的值增大至小于或等于试验次数的数值。增大此值后,可能需要(但并非必须)增大前述“收敛检查频率”参数的值。

要避免解超过正确值,可以通过减小更改幅度来控制每次迭代时进行的更改。“阻尼限制”参数默认设置为 0,表示不需要阻尼。但是,当数值解难以收敛时,可以将此限制提高至大约大于流量精确度(默认情况下设置为 0.001)的数量级。使用该默认值,“阻尼限制”值 0.01 应该有助于减弱振荡现象。如果将值设置为 0.01,意味着当解的收敛处于精确度值 0.01(而不是更严格的值 0.001)的范围内时,阻尼将开始,方式是将流量调整放宽至原有值的 60%。将阻尼限制提高至比 0.01 更大的值可能有助于应对特别难处理的案例,因为阻尼将更早启动。在所有案例中,阻尼限制都必须相对于且大于计算得出的“精确度”值或 0(关闭阻尼)。

HAMMER CONNECT 的上一个版本中有另一项设置称为“精确度”值,修改此设置可改进收敛。此值定义了求解方法用于确定水力计算是否平衡的测量。默认值为 0.001,表示前一次试验到当前试验所有链接的流量变化总和小于系统中所有链接的流量总和的 0.1%,即数值解已收敛于严格的容差范围内。这是一个非常保守的值。在某些案例中,模型中许多管道的流量较小或没有任何流量,在这种情况下需要增大水力精确度值(调低模型的精确度),以将此相对收敛测量考虑在内。

对于这些数值解,可以在速度与稳定性之间进行权衡。所设置的默认值着重于性能,并且适用于典型系统。由于实现上述这些选项会对解使用阻尼,因此往往会延缓收敛。但是,在使用具有多个彼此交互的控制阀的系统时,可能需要牺牲性能来确保稳定性,并且需要更改上述数值。