能量系统建模与优化

能量系统建模与优化
作者：殷亮
出版时间： 2017年版
丛编项： 普通高等教育规划教材
内容简介
　　《能量系统建模与优化》集成了高等热力学理论和****的系统建模的技术成果，并在多年研究生教学实践的基础上编著而成，注重吸收前沿的技术理念，并落脚于知识体系的实际应用。《能量系统建模与优化》充实并强化了基本原理的论述，力求严谨深入、由浅人深，强调数学公式的过程推导和概念来源的诠释，特别突出了技术应用，使得理论能通过信息技术运用于工程实际中。在理论知识编写方面注重热力学定律与“能”“熵”“□”三个核心概念的融合，并选择了湿空气、水蒸气、制冷剂的热力循环作为分析对象，加强知识与应用的结合。在技术吸收方面，完整地介绍了Modelica建模语言，剖析典型能量系统的代码，分析和讨论了在建模方面的所遇数值问题的解决方案，并对直接优化技术和以梯度为基础的优化技术分别进行了阐述，在具体案例中对这两类技术进行应用，还运用自编的□分析库展示了能量系统的动态□分析。《能量系统建模与优化》取材广泛，对传统的理论进行拓展，着意反映****的建模对理论知识的吸纳和应用，强化叙述了通过信息技术实现能量系统的知识与工程应用的对接。《能量系统建模与优化》可作为供暖通风、热能与动力工程、空调制冷、建筑智能化、新能源以及工程热物理专业的教学参考书，也可供有关工程技术人员及技术决策人员参考。
目录
前言
第1章 简介
1．1 系统建模与模拟
1．1．1 什么是系统
1．1．2 系统的组成与特性
1．1．3 实验研究方法
1．1．4 什么是模型
1．1．5 如何建立模型
1．1．6 模型的局限性
1．1．7 敏感性分析
1．1．8 模型基础的诊断
1．1．9 基于模型的优化
1．1．10 数值模拟
1．1．11 数值模拟的优缺点
1．2 能量系统优化
1．2．1 能量系统简介
1．2．2 能量系统优化简介
第2章 热力学的基础
2．1 热力学基本术语
2．1．1 热力学系统
2．1．2 边界与环境
2．1．3 简单与复合系统
2．1．4 平衡状态
2．1．5 状态变量
2．1．6 相与纯物质
2．1．7 状态方程
2．1．8 热力学过程
2．1．9 温度和压力的标准条件
2．2 热力学定律
2．2．1 功的传递
2．2．2 热量传递
2．2．3 热力学第一定律
2．2．4 热力学第二定律
2．3 均相系统
2．3．1 平衡条件
2．3．2 基本关系式
2．3．3 热力学关系式
第3章 系统仿真语言
3．1 面向对象的系统仿真语言Modelica
3．1．1 Modelica技术
3．1．2 Modelica的特征
3．1．3 Modelica的优势
3．2 代数微分方程
3．2．1 代数微分方程简介
3．2．2 代数微分方程与常微分方程
3．2．3 DAE的指标
3．2．4 特别的DAE形式
3．2．5 DAE的数值求解
3．2．6 Modelica的微分代数方程的表达
3．3 Modelica语法
3．3．1 词法结构、操作符和表达式
3．3．2 类、类型、声明
3．3．3 平衡模型
3．3．4 预定义的类
3．3．5 域、名字查找、扁平化
3．3．6 接口或类型的关系
3．3．7 继承、修改和重声明
3．3．8 方程
3．3．9 连接器和连接
3．3．10 数组
3．3．11 算法段和语句
3．3．12 函数
3．3．13 库包
3．3．14 注释
3．4 Modelica编译器
3．5 直接优化技术
3．5．1 直接优化技术的概念
3．5．2 GenOpt直接优化工具
3．5．3 优化问题的分类
3．5．4 优化算法
3．5．5 因变量的约束条件
3．5．6 GenOpt的配置文件
3．6 基于模型为基础的预测控制
3．6．1 基于模型为基础的控制技术的特点
3．6．2 MPC的原理
3．6．3 模型辨别
第4章 能量系统的Modelica建模
4．1 模型的层次
4．2 建模的基本方法
4．3 Modelica标准流体库
4．3．1 Modelica的Thermal库
4．3．2 Modelica的工质库
4．3．3 Modelica的流体库
4．4 Buildings库
4．4．1 Buildings库的Fluid包
4．4．2 Fluid．Interfaces包
4．4．3 Fluid．Actuators包
4．4．4 Fluid．Boilers包
4．4．5 Fluid．HeatExchangers包
4．4．6 Fluid．Movers包
4．4．7 Fluid．Storage包
4．5 ThermoPower库
4．5．1 管流模型
4．5．2 锅筒模型
4．6 ThermoCycle库
4．6．1 管道模型
4．6．2 库的结构
4．6．3 膨胀和压缩设备包
4．6．4 热交换器包
4．7 ClaRa库
4．7．1 ClaRa库的结构
4．7．2 TILMedia-Library
4．8 Exergy□分析库
4．9 数值颤振和流动反向性
4．1 0能量系统库的未来发展趋势
第5章 能量系统的□分析
5．1 能量、熵、□的关系
5．1．1 能量
5．1．2 熵
5．1．3 □
5．1．4 □与能
5．1．5 □的多领域本质
5．2 环境和死态
5．2．1 环境
5．2．2 死态
5．3 热力□
5．4 化学□
5．5 □损与传递过程的关系
5．6 □效率
第6章 能量系统的热经济分析
6．1 热经济分析和评估
6．1．1 工程经济的基本概念
6．1．2 热经济分析
6．1．3 热经济评估
6．2 热经济优化
第7章 能量系统模拟与优化的应用
7．1 空气调节系统的应用
7．1．1 湿空气的基本属性
7．1．2 湿空气的□
7．1．3 液态水的□
7．1．4 案例研究
7．2 热泵热力循环系统的分析
7．2．1 热泵系统
7．2．2 热泵热力循环系统的描述
7．2．3 计算结果及分析
7．2．4 热泵热力循环系统的□分析
7．2．5 热泵系统膨胀阀的PID调节
7．3 电厂蒸汽动力循环系统的分析
7．3．1 水蒸气的□图
7．3．2 模型的建立
7．3．3 计算结果和分析
7．4 制冷机组水系统的优化分析
7．4．1 制冷机组水系统
7．4．2 不连续源的处理
7．4．3 模型描述
7．4．4 定流量求解
7．4．5 优化求解
7．4．6 有内热源的优化问题
附录符号表
参考文献