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很多人在模拟过程中，尤其是在进行流程循环收敛的过程中，经常会有一个困扰：好不容易辛辛苦苦调了好久参数，流程最终运行收敛，文件也保存了，但是重新打开.bkp运行为什么还是会不收敛？这个问题我们需要理解Aspen软件的计算和收敛过程。这篇文章小编仅根据自己的理解来给大家解释，如果有错误还请多多指正！** 序贯模块法** 首先，我们需要知道Aspen在运行流程模拟时的计算方法，有三种：序贯模块法、联立方程法和联立模块法，默认的方法是序贯模块法，也是最为基础的，简单的方法。序贯模块法就是从进料开始，按照流程顺序一个模块一个模块进行求解。照着下面这张图进行说明应该会更好理解，已知进料数据和各模块参数后，运行模拟时，Aspen首先根据最初的进料a和模块1的参数对模块1进行求解，得到两股出料b和f数据；这两股出料数据又作为模块2和5的进料，然后对模块2和5进行求解，接下来是模块3和6，最后是模块4，并得到两股最终出料的结果。** 所以说大家模拟的时候，就应当按照流程顺序一个一个进行模拟，上一个模块没有模拟优化完毕就不要去模拟下一个模块，因为下一个模块的计算是需要用到上一个模块的出料数据的，上一个模块没有模拟优化好，那么出料数据是不对的，这样下一个模块的计算肯定也是不对的。** 撕裂流股与迭代收敛** 简单的流程，从前往后一直计算是不会有太大的难度的。但是一旦出现循环了，那么问题就变得复杂起来了。还是上个流程，如果说模块4会有一个出料需要通过模块7循环回模块2，那么模块2的计算就需要b和j两股进料数据，但是j的数据又需要2→3→4→7这个循环计算得到，那就出现了很尴尬的情况，进料需要出料计算得到，出料又需要通过进料计算得到。** 为此，Aspen解决办法就是撕裂流股和迭代收敛。在软件默认情况下，出现循环，Aspen会自动在循环流股中选择一条流股（例如c）并给它一个初值（比如c0），然后在运行计算时，Aspen会同时从进料流股a和撕裂流股c开始序贯模块计算（a开始依次计算1,5,6，并得到b和h的数据；c开始依次计算3,4,7，并得到j和e的数据）。这样，当计算到模块2时，流股b和流股j均有数据，可以进行计算。** 计算后会产生一个新的c的值（比如c1），这时候软件会比较c0和c1，如果相差很大，那么软件就自动将c1作为新的c的值重新进行一次计算（同样是依次计算3,4,7,2模块），然后得到c2，这个就是迭代过程。迭代过程会一直进行下去，直到得到的某一次cn与cn-1数据一致（或达到收敛容差），流程收敛并输出结果；或者说在循环迭代次数内，无法达到收敛容差，流程收敛失败。** 收敛的关键** 很多情况，Aspen自动进行迭代计算无法实现收敛，除了流程本身有问题（在打循环之前请务必要自行判断循环中是否有无法出循环的物质，这很重要，如果有的话，那么循环你打上一万年也不会收敛的），迭代的初值很关键！初值越接近最终数值，越容易收敛。前面说到默认Aspen会自动给初值进行计算，这个初值很有可能离你的收敛结果太远，导致迭代无法收敛。但是当你对循环流股当中的某一个流股进行赋值的话，那么这个流股就会成为撕裂流股，其初值就会成为迭代计算的初值。** 收敛与Reconcile** 最后我们就要提到最开始的那个问题了，为什么调了很久的参数最终收敛了，但是重新打开文件进行迭代计算还是会不收敛呢？因为Aspen的收敛计算是在上一步计算结果的基础上继续进行计算的，而我们在进行参数调整的时候，上一步的计算结果是没有被清除的，因此有可能上一步的结果已经比较接近收敛结果了，再进行一次迭代计算就成功收敛了。但是当你保存文件重新打开后（或者你reset后），这些中间的结果全部都被清除掉了，初值就变了，所以迭代就可能无法收敛了。**
因此，我们需要在流程得到收敛后，将流股结果（至少对撕裂流股）进行赋值（也就是把流股的results数据复制到input当中），我们可以手动进行赋值，当然也可以通过Reconcile（见上图），点击run运行模拟成功后，Reconcile按钮就会被激活。点进去我们也可以看到这个按钮的作用：copy results to input specifications，就是赋值的意思。有一些可以进行的选项，比如需要赋值哪些流股？赋值哪些参数？默认的其实就可以。** 为什么赋值完成之后，流程就会很快收敛呢？因为赋值完成后，赋值的流股input就有数据了，而且是不会被清除的，在重新运行模拟的时候，这些值就作为收敛运算的初值，而这些初值本来就是最终的收敛结果，因此只需要迭代几次就可以收敛了，收敛当然快了！** 当然Reconcile的效果不止这些，当我们在模拟过程中，显示模拟结果可用（results available），但是点击控制面板发现还有几个警告的时候，就可以使用Reconcile进行警告的消除，而且效果极佳。我个人的理解是，这些警告或者错误可能是在迭代收敛计算的过程中出现的，如果我们进行Reconcile之后，那么整个收敛的过程就变了，并且变得更迅速了，因此这些警告或者错误就可以消除了。** 注：文章首发公众号“化工研学社”，知乎号“叶上初阳”，欢迎关注！**
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发表于 1970-1-1 08:00:00
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