CC BY
31
УДК 681.3
А. Н. Умеров, В. Ф. Шуршев Астраханский государственный технический университет
ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АППРОКСИМАЦИОННОГО МЕТОДА ПОИСКА ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ КИПЕНИИ СМЕСИ ХОЛОДИЛЬНЫХ АГЕНТОВ ВНУТРИ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ТРУБЫ
Введение
Для реализации предложенного авторами аппроксимационного метода поиска параметров модели процесса теплоотдачи при кипении смеси холодильных агентов внутри горизонтальной трубы был выбран язык Object Pascal, встроенный в среду разработки Borland Delphi [1]. Блок-схема алгоритма (в нотации Basic Flowchart) приведена на рис. 1.
Рис. 1. Блок-схема алгоритма метода (в нотации Basic Flowchat)
Постановка задачи
Цель работы - на основании предложенного алгоритма аппроксима-ционного метода разработать программу для поиска параметров модели процесса теплоотдачи при кипении смеси холодильных агентов внутри горизонтальной трубы. Для решения поставленной задачи необходимо обеспечить ввод и интерпретацию экспериментальных данных, обработку экспериментальных данных согласно предложенному алгоритму, выполнить проектирование классов и пользовательского интерфейса разрабатываемой программы.
Структура и формат представления экспериментальных данных
Для представления экспериментальных данных по режимам течения и теплоотдачи при кипении смеси холодильных агентов в горизонтальной трубе был выбран формат расширяемого языка разметки XML, который обеспечивает переносимость, простоту обработки и преобразования хранимой информации [2].
Целостность данных обеспечивается заложенными во время проектирования подмножества языка XML ограничениями на тип, размер и диапазон допустимых значений (табл.).
Структура документа EXP_DATA
Элемент Атрибуты Вложенные элементы Описание
document document type (тип документа) experiment Обязательный корневой элемент документа EXP DATA
experiment comment (комментарий) measurement Элемент, представляющий результаты эксперимента
measurement par names par values Элемент, представляющий имена измеренных параметров и их значения
К измеренным параметрам, хранящимся в XML-формате, относятся: коэффициент теплоотдачи при кипении в большом объеме, истинное объемное паросодержание, коэффициент теплоотдачи при конвекции, режим течения.
Концептуальная модель
В результате проектирования средствами Enterprise Architect 4.1 была построена концептуальная диаграмма классов (рис. 2) в нотации UML 2.0.
ТМе as ure ment
- paf_names: atray
- pai_values: airay
Рис. 2. Концептуальная диаграмма классов
Класс TExpData используется для загрузки экспериментальных данных из XML-файла, при этом осуществляется синтаксический разбор XML-тэгов с использованием библиотеки MSXML и преобразование данных во внутреннюю структуру программы (классы TExperiment и TMeas-urement). Класс TFlowRegimeReflect предназначен для группировки экспериментальных данных по идентифицированным режимам течения. Класс TChromosome представляет собой хромосому, которая используется для поиска решения, а класс TPopulation - популяцию. Для нахождения целевой функции используются классы TFitnessFuncton и TFitnessCalculator.
Интерфейс пользователя
Интерфейс разрабатываемого приложения спроектирован с использованием MS Visio 2003 и построен по принципу SDI (Single-Document Inteface). Программа предназначена для автономной однопользовательской работы.
Главная экранная форма программы (рис. 3) предназначена для выполнения следующих операций: выбор XML-файла, содержащего экспериментальные данные; вызов формы для настройки основных параметров работы генетического алгоритма, установка основных параметров работы генетического алгоритма «по умолчанию»; выполнение поиска параметров модели процесса теплоотдачи при кипении смеси холодильных агентов внутри горизонтальной трубы.
После нажатия командной кнопки «Выполнить поиск параметров модели» степень завершенности процесса поиска отображается при помощи индикатора выполнения. В ходе работы с программой можно воспользоваться контекстной справкой по основным параметрам работы ап-проксимационного алгоритма (кнопка «?» в заголовке окна).
Рис. 3. Главная экранная форма программы
После окончания поиска параметров модели найденное решение (коэффициенты A, b, C, d) отображается в нижней части формы.
Заключение
Разработанная программа позволяет осуществить поиск параметров модели процесса теплоотдачи при кипении смеси холодильных агентов внутри горизонтальной трубы при помощи предложенного авторами ап-проксимационного метода.
Направлением дальнейшего развития исследований является интеграция разработанной программы и разрабатываемой авторами экспертной системы идентификации режимов течения неазеатропных смесей холодильных агентов.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Плещев В. В. Выбор средств разработки программного обеспечения АСУ // Промышленные АСУ и контроллеры. - 2003. - № 8. - С. 32-34.
2. BirbeckM. et al. Professional XML, 2nd Ed. - New York: Apress : 2004. - 1280 s.
Получено 19.09.05
APPROXIMATE SEARCH METHOD OF MODEL PARAMETERS OF HEAT IRRADIATION PROCESS AT THE MIX OF REFRIGERATING AGENTS BOILING INSIDE A HORIZONTAL PIPE
A. N. Umerov, V. F. Shurshev
The concept and algorithm, developed by the authors, of approximate search method of model parameters of heat irradiation process at the mix of refrigerating agents boiling inside a horizontal pipe is described in the work. The method allows reducing the influence of mistakes and errors of a various sort that could be admitted at carrying out an experiment because of high complexity of a boiling process.
