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第1章 简介1

1.1 系统建模与模拟1

1.1.1 什么是系统1

1.1.2 系统的组成与特性2

1.1.3 实验研究方法2

1.1.4 什么是模型3

1.1.5 如何建立模型4

1.1.6 模型的局限性5

1.1.7 敏感性分析6

1.1.8 模型基础的诊断6

1.1.9 基于模型的优化6

1.1.10 数值模拟7

1.1.11 数值模拟的优缺点7

1.2 能量系统优化8

1.2.1 能量系统简介8

1.2.2 能量系统优化简介8

第2章 热力学的基础9

2.1 热力学基本术语9

2.1.1 热力学系统9

2.1.2 边界与环境9

2.1.3 简单与复合系统10

2.1.4 平衡状态10

2.1.5 状态变量11

2.1.6 相与纯物质11

2.1.7 状态方程12

2.1.8 热力学过程12

2.1.9 温度和压力的标准条件12

2.2 热力学定律13

2.2.1 功的传递13

2.2.2 热量传递14

2.2.3 热力学第一定律14

2.2.4 热力学第二定律18

2.3 均相系统35

2.3.1 平衡条件35

2.3.2 基本关系式37

2.3.3 热力学关系式42

第3章 系统仿真语言54

3.1 面向对象的系统仿真语言 Modelica54

3.1.1 Modelica技术54

3.1.2 Modelica的特征54

3.1.3 Modelica的优势55

3.2 代数微分方程55

3.2.1 代数微分方程简介55

3.2.2 代数微分方程与常微分方程55

3.2.3 DAE的指标56

3.2.4 特别的DAE形式57

3.2.5 DAE的数值求解57

3.2.6 Modelica的微分代数方程的表达58

3.3 Modelica语法59

3.3.1 词法结构、操作符和表达式59

3.3.2 类、类型、声明66

3.3.3 平衡模型70

3.3.4 预定义的类72

3.3.5 域、名字查找、扁平化75

3.3.6 接口或类型的关系77

3.3.7 继承、修改和重声明81

3.3.8 方程84

3.3.9 连接器和连接90

3.3.10 数组93

3.3.11 算法段和语句99

3.3.12 函数101

3.3.13 库包115

3.3.14 注释117

3.4 Modelica编译器119

3.5 直接优化技术128

3.5.1 直接优化技术的概念128

3.5.2 GenOpt直接优化工具129

3.5.3 优化问题的分类129

3.5.4 优化算法130

3.5.5 因变量的约束条件133

3.5.6 GenOpt的配置文件134

3.6 基于模型为基础的预测控制134

3.6.1 基于模型为基础的控制技术的特点134

3.6.2 MPC的原理135

3.6.3 模型辨别136

第4章 能量系统的Modelica 建模138

4.1 模型的层次138

4.2 建模的基本方法139

4.3 Modelica标准流体库140

4.3.1 Modelica的Thermal库140

4.3.2 Modelica的工质库140

4.3.3 Modelica的流体库146

4.4 Buildings库149

4.4.1 Buildings库的Fluid包150

4.4.2 Fluid.Interfaces包150

4.4.3 Fluid.Actuators包151

4.4.4 Fluid.Boilers包152

4.4.5 Fluid. HeatExchangers包152

4.4.6 Fluid.Movers包154

4.4.7 Fluid.Storage包154

4.5 ThermoPower库155

4.5.1 管流模型155

4.5.2 锅筒模型156

4.6 ThermoCycle库157

4.6.1 管道模型157

4.6.2 库的结构158

4.6.3 膨胀和压缩设备包158

4.6.4 热交换器包158

4.7 ClaRa库159

4.7.1 ClaRa库的结构159

4.7.2 TILMedia-Library160

4.8 Exergy？分析库160

4.9 数值颤振和流动反向性161

4.10 能量系统库的未来发展趋势163

第5章 能量系统的？分析164

5.1 能量、熵、？的关系164

5.1.1 能量165

5.1.2 熵167

5.1.3 ？168

5.1.4 ？与能170

5.1.5 ？的多领域本质170

5.2 环境和死态171

5.2.1 环境171

5.2.2 死态173

5.3 热力？173

5.4 化学？175

5.5 ？损与传递过程的关系179

5.6 ？效率180

第6章 能量系统的热经济分析182

6.1 热经济分析和评估182

6.1.1 工程经济的基本概念182

6.1.2 热经济分析184

6.1.3 热经济评估188

6.2 热经济优化188

第7章 能量系统模拟与优化的应用190

7.1 空气调节系统的应用190

7.1.1 湿空气的基本属性190

7.1.2 湿空气的？191

7.1.3 液态水的？196

7.1.4 案例研究197

7.2 热泵热力循环系统的分析213

7.2.1 热泵系统213

7.2.2 热泵热力循环系统的描述214

7.2.3 计算结果及分析215

7.2.4 热泵热力循环系统的？分析218

7.2.5 热泵系统膨胀阀的PID调节220

7.3 电厂蒸汽动力循环系统的分析221

7.3.1 水蒸气的？图221

7.3.2 模型的建立221

7.3.3 计算结果和分析222

7.4 制冷机组水系统的优化分析226

7.4.1 制冷机组水系统226

7.4.2 不连续源的处理226

7.4.3 模型描述227

7.4.4 定流量求解227

7.4.5 优化求解229

7.4.6 有内热源的优化问题232

附录 符号表235

参考文献237