晒晒自己写的一个动态模拟软件！大家相互交流，呵呵
本帖最后由 fenglili 于 2024-1-26 12:12 编辑偶然看到论坛新增的“OTS化工仿真模拟”板块。很想把自己这几年的一些经验心得写出来和大家交流。大学的时候开始接触模拟软件，Aspen plus、ProII、Hysys都接触过，但只是停留在表层。09年大学毕业后参加工作进了一个化工厂，接触到OTS。当时在装置开车前有过几次OTS操作培训，之后再没机会操作了。之后一直很想用Hysys把所在装置做一个动态模拟。通过上网找资料、钻研Hysys的帮助文档学习动态模拟的知识，终于搭建了一个甲醇精馏的流程。通过对用Hysys进行模拟开车停车，对自己工艺的理解和操作水平的提高大有帮助。找到了那会儿做的模拟流程，截了几张图，呵呵。
在工厂那会儿最大的理想就是有机会从事OTS行业。呵呵。
用Hysys搭建好流程后，就一直想自己写一个操作界面，因为在Hysys的建模界面上操作实在太不方便了。之后就用C#写了一个操作界面。将Hysys作为后台计算，将数据与操作界面相互传递。
大学的时候虽然学的是化工，但酷爱计算机编程，几乎所有的业余时间都用来学习编程了。对C#不敢说精通，但是能想出的功能自己都能做出来。再次给大家推荐一本计算机编程的书《NET 2.0面向对象编程揭秘》（金旭亮）这是上学的时候我看过的最好的书之一（国内）。
2011年，偶然的机会有幸从事OTS行业。之后就开始全身心的研究动态模拟技术。学习过其他仿真平台，有国内的国外的。每一个平台也有自己的优点，但我始终认为Hysys是动态模拟最优秀的平台。为了验证自己对于动态模拟的理解和研究一些技术难点，萌生了自己写一个动态模拟软件的想法。经过这几年的尝试和改进，稍具雏形。主要是想整理和总结几个技术难点和大家交流分享一下。 下图我写的动态模拟软件的几张截图。
动态模拟软件采用的方法大都是“动态序贯模块法”。就是流量和压力联立求解、质量衡算、能量衡算序贯求解。
其中一个核心就是流量压力求解器（Pressure Flow Solver），P-F Solver 说白了就是解大量的非线性方程组。一个工艺流程中需要求解的方程组一般都在好几千。所以求解之前需要进行预处理，即不相关子系统的识别。通过不相关子系统识别可以将方程分组联立求解，会大大降低方程组的维数。但是分隔后的方程组有时依旧很庞大。特别是在有精馏塔的时候，如果塔板算法考虑到Vapour Holdup ,那么每块板的压力和气相流量必须联立求解，有些模拟平台为了简化处理，塔板算法忽略了Vapour Holdup，这样虽然简化了计算，但降低了动态响应的真实性。所以P-F Solver的核心就是寻找到一种快速稳定的非线性方程组求解策略。
另一个难点就是闪蒸算法。流量压力求解完成后就是对每个单元设备进行质量衡算、能量衡算、闪蒸计算。动态模拟软件在每一圈执行的时候要对所有设备进行闪蒸，同时由于动态模拟软件是用来模拟开车停车，经常有可能在极端条件操作。所以要求闪蒸算法非常稳定、高效。有几种类型的闪蒸计算：PT-Flash、PH-Flash、PS-Flash等。动态模拟中用的最多的是PH-Flash，其次是PT-Flash。PS-Flash在压缩机和透平机中使用。教科书中所写的闪蒸计算方法，几乎没办法在动态模拟软件中使用。目前使用较多的闪蒸计算方法是双层法，但是对于相变点附近单纯的双层法常常会失败，所以必须结合其他方法使用。关于闪蒸计算公开的论文有好多，有兴趣的可以找找资料，或者我们相互交流交流。化工流程非常复杂庞大，有了高效、稳定的闪蒸算法，也必须有一定的求解策略。下图是Hysys中的求解策略：流量压力每个积分时间算一次，能量衡算两个积分时间算一次、组分和严格闪蒸10个积分时间算一次。这样既保证了速度，又保障了精度，非常巧妙。
还有一些文献中提出采用双层法的思想，用简化的模型进行计算，一定时间后用严格模型进行校正。我一直打算尝试一下这种方法，效果应该会不错的。
以上两点是我认为动态模拟最核心的地方，希望和大家相互交流。
最后给大家推荐一本《化工系统工程-理论与实践》（王健红）。这是13年我同学给我推荐的一本书，我一直爱不释手，一有空了就是拿出来看看，每次读完都会有新的体会。我看书习惯先看序言或者跋，因为从其中可以轻而易举的辨别出书的好坏。好的书一般都是作者多年的心得所成，而非那些东拼西凑的垃圾。所以好书的序言或者结尾都会有作者写书的经历和感想。下面摘出这本书跋中的一段：
“从上大学高年级迄今，我与化工系统工程已经打交道近三十年了。为了这门学问或技艺的真谛，我得到了许多，也失去了许多。我仍然要为它继续付出，也希望更多的年轻学子有志从事这一领域的工作并真正掌握其原理。因此，我必须写一本关于化工系统工程的书。我写这本书，不是为了获奖，不是为了提职，也不是为了营利。正因如此，我只愿意写出自己有深刻体会的内容，结果使得这本书写了十年。……”
向楼主致敬！ 向楼主致敬
+1
！ 楼主牛人
化工系统工程-理论与实践，这本书写的很深入，看过看不太懂，也很喜欢他的跋，都是他的心里话 本帖最后由 帅妹mechen 于 2014-4-5 17:08 编辑
個人發起請讓我看到大家的熱情 散尽千金但求15好帖 (http://meng.horse/thread-80249-10-1.html)，敬請頭帖，交後後備之人，取之網站理當回，待您大駕光臨了。
您推荐的《化工系统工程-理论与实践》（王健红）已下載必加以研讀，不負您的其望，謝謝在感恩
这真是极好的 個人已20000積分希您投帖1~2篇，積少成多，帶帶後進學者，其待盼望勿讓我失望。 现在化工工程师还有兴趣计算机编程吗?
辛苦了!
这个是好资料，学习了！嘿嘿了 赞楼主，技术达人 这才叫原创嘛！！想当年我也满怀热情的研究这个，不过和楼主比起来差远啦！！现在参见工作了，研究热情都消失殆尽了。向楼主学习！！{:1106_362:}{:1106_362:} 楼主真正太强大了，这也是我的梦想，刚开始工作时还有很多激情，现在真正懒惰了，是时候奋斗了 楼主好厉害啊
楼主真正太强大了，这也是我的梦想，刚开始工作时还有很多激情，现在真正懒惰了，是时候奋斗了 楼主的经历值得借鉴、学习和研究
楼主的经历值得借鉴、学习和研究 看起来，很强大啊！ 楼主的经历值得借鉴、学习和研究 非常好的东西，谢谢 楼主牛人,祝贺能够实现自己的梦想