[发明专利]基于CAD可视化燃气管网静态仿真系统及其计算方法

权利要求书

1.基于CAD可视化燃气管网静态仿真系统，用于对燃气管网进行仿真计算，所述燃气管网静态仿真系统包括数据采集模块、仿真计算模块和结果显示模块，所述数据采集模块分别与仿真计算模块和结果显示模块相连接，其特征在于，

所述数据采集模块包括数据输入子模块和实时数据库，所述数据输入子模块包括CAD数据输入模块和EXCEL数据输入模块；

燃气管网的水力计算已知参数为Excel表格数据或CAD文件数据；

所述实时数据库包括实时数据库模块和数据检查模块，所述数据检查模块用于检查输入存储到实时数据库模块数据的有效性；

所述CAD数据输入模块用于将燃气管网的水力计算已知参数通过可视化的CAD图形环境输入到所述实时数据库模块中存储，所述Excel数据输入模块用于将所述燃气管网的水力计算已知参数通过Excel数据输入到所述实时数据库模块中存储；

所述仿真计算模块包括仿真计算子模块和仿真模型修正子模块，所述仿真计算子模块包括管网结构建立子模块、仿真模型建立子模块和仿真模型求解子模块，所述仿真模型求解子模块包括共轭梯度法解方程模块和Math·Net库解方程模块；

所述仿真计算子模块从所述实时数据库模块中获取燃气管网的水力计算已知参数，建立燃气管网仿真模型，根据燃气管网的水力计算已知参数建立节点压力方程组，并调用仿真模型求解子模块进行燃气管网仿真模型求解得到待求参数；所述仿真模型修正子模块根据仿真模型求解子模块计算得到的正确流量值对燃气管网仿真模型进行修正，并进一步利用仿真模型求解子模块计算待求参数的解，最后把待求参数的解传输至结果显示模块进行显示和输出；

所述仿真计算子模块获取燃气管网的水力计算已知参数采用COM组件接口后期绑定方法可适用多版本CAD；

所述仿真模型求解子模块用于调用共轭梯度法解方程模块和Math·Net库解方程模块求解方程组，并循环迭代；求解方程组时，先调用Math·Net库解方程模块，如计算成功，则进入下一步，如果计算失败，再调用共轭梯度法解方程模块；

所述Math·Net库解方程模块利用开源的工程计算库求解方程；

所述结果显示模块用于将燃气管网的计算结果输出并显示在燃气管网结构图中。

2.根据权利要求1所述的基于CAD可视化燃气管网静态仿真系统，其特征在于，所述CAD文件数据表示燃气管网结构图包括：公共数据、节点数据、区域流量数据和管段数据，所述公共数据、节点数据、区域流量数据分别通过公共数据属性块、节点数据属性块和区域流量数据属性块来表示，所述管段数据直接用多段线表示。

3.根据权利要求1所述的基于CAD可视化燃气管网静态仿真系统，其特征在于，所述待求参数包括所述燃气管网的节点压力和管段流量。

4.根据权利要求1所述的一种基于CAD可视化燃气管网静态仿真系统，其特征在于，所述结果显示模块包括计算结果显示模块和结果输出模块，所述结果输出模块包括EXCEL输出模块和CAD输出模块。

5.根据权利要求1所述的基于CAD可视化燃气管网静态仿真系统，其特征在于，所述COM组件接口后期绑定方法为：

(1)添加任意版本的CAD的COM组件接口引用；

(2)新建CAD对象及CAD图纸对象；

(3)获取CAD对象实例，查找并连接用户电脑上的COM组件接口；

(4)获取CAD图纸对象，查找CAD上目前打开的图；

(5)调试程序，调试成功后删除引用，将CAD对象修改为通用的Object对象，即可适用多版本CAD。

6.根据权利要求1所述的基于CAD可视化燃气管网静态仿真系统，其特征在于，所述燃气管网的水力计算已知参数包括燃气管网基本参数、管网节点信息、管网区域流量信息和管段信息；

所述燃气管网基本参数包括燃气运动粘度、燃气密度、设计温度、局部阻力比例系数和要求的计算精度；

所述节点信息包括节点编号、节点类型；

所述管段信息包括管段编号、管段长度、管段内径、管段内壁当量粗糙度。