Документация Engee

Single-Acting Actuator (TL)

Линейный привод одностороннего действия в сети теплопроводной жидкости.

Тип: EngeeFluids.ThermalLiquid.Actuators.TranslationalSingleActing

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/Fluids/Thermal Liquid/Actuators/Single-Acting Actuator (TL)

Описание

Блок Single-Acting Actuator (TL) моделирует линейный привод, поршень которого управляется камерой с теплопроводной жидкостью. Привод создает возвратно-поступательное движение поршня, сила на котором определяется избыточным давлением камеры с теплопроводной жидкостью.

На рисунке показаны основные компоненты привода для разных значений параметра Mechanical orientation. Порт A представляет собой вход в камеру теплопроводной жидкости. Порт R ассоциируется с поршнем, а порт C — с корпусом привода. Порт H обеспечивает тепловое взаимодействие между теплопроводной жидкостью и окружающей средой.

single acting actuator tl 2

single acting actuator tl 1

Перемещение

Перемещение поршня определяется смещением порта R относительно порта C. Направление перемещения поршня задается параметром Mechanical orientation. Перемещение поршня нейтрально (равно 0), когда объем камеры равен Dead volume.

Направление движения поршня зависит от параметра Mechanical orientation. Если механическая ориентация положительная, то перемещение поршня будет положительным по отношению к корпусу привода, когда манометрическое давление в порту A положительное. Направление движения меняется на противоположное, если механическая ориентация отрицательная.

Модель жесткого упора

Движение поршня ограничивается парой жестких упоров, расположенных в пределах хода поршня. Блок использует ту же модель жестких упоров, что и блок Translational Hard Stop, и учитывает коэффициенты демпфирования и жесткости на обоих концах хода поршня.

Если перемещение поршня положительно, то нижний жесткий упор находится на , а верхний жесткий упор — на . Если перемещение поршня отрицательно, то нижний жесткий упор находится в точке , а верхний – в точке .

Демпфер

Этот блок может моделировать демпфер в крайних точках хода поршня. Выберите параметр Cylinder end cushioning, чтобы замедлить движение поршня по мере приближения к максимальному удлинению, определяемому параметром Piston stroke.

Трение

Этот блок может моделировать трение против движения поршня. Если задать параметр Cylinder friction, результирующее трение представляет собой комбинацию эффектов Штрибека, Кулона и вязкости. Блок измеряет разницу давлений между давлением в камере и давлением окружающей среды.

Подкомпоненты блока

Блок Single-Acting Actuator (TL) состоит из блоков:

Структурная диаграмма привода приведена на схеме.

single acting actuator tl 1

Если установить флажки параметров Cylinder friction или Cylinder end cushioning, состав блока также включает в себя блоки Cylinder Friction (TL) или Cylinder Cushion (TL).

single acting actuator tl 2

Порты

Ненаправленные

# H — тепловой порт
тепло

Details

Порт, связанный с теплопроводностью теплопроводной жидкости.

Имя для программного использования

thermal_port

# C — корпус привода
поступательная механика

Details

Механический поступательный порт, соответствующий корпусу привода.

Имя для программного использования

case_flange

# A — вход или выход для теплопроводной жидкости
теплопроводная жидкость

Details

Порт, соответствующий входу или выходу теплопроводной жидкости из камеры.

Имя для программного использования

port

# R — поршень привода
поступательная механика

Details

Механический поступательный порт, соответствующий поршню привода.

Имя для программного использования

rod_flange

Выход

# p — положение поршня
скаляр

Details

Положение поршня в м.

Типы данных

Float64

Поддержка комплексных чисел

Нет

Параметры

Привод

# Mechanical orientation — направление перемещения поршня
Pressure at A causes positive displacement of R relative to C | Pressure at A causes negative displacement of R relative to C

Details

Определяет направление смещения поршня. Варианты для выбора:

  • Pressure at A causes positive displacement of R relative to C — перемещение поршня положительно, если объем жидкости в порту A увеличивается. Это соответствует движению штока из цилиндра.

  • Pressure at A causes negative displacement of R relative to C — перемещение поршня отрицательно, если объем жидкости в порту A увеличивается. Это соответствует движению штока внутрь цилиндра.

Значения

Pressure at A causes positive displacement of R relative to C | Pressure at A causes negative displacement of R relative to C

Значение по умолчанию

Pressure at A causes positive displacement of R relative to C

Имя для программного использования

orientation

Вычисляемый

Нет

# Piston cross-sectional area — площадь поперечного сечения поршневого штока
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

Площадь поперечного сечения поршневого штока.

Единицы измерения

m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Значение по умолчанию

0.01 m^2

Имя для программного использования

piston_area

Вычисляемый

Да

# Piston stroke — ход поршня
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Максимальное возможное перемещение поршня.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Значение по умолчанию

0.1 m

Имя для программного использования

stroke

Вычисляемый

Да

# Dead volume — объем жидкости в камере, при котором передвижение поршня равно 0
l | gal | igal | m^3 | cm^3 | ft^3 | in^3 | km^3 | mi^3 | mm^3 | um^3 | yd^3 | N*m/Pa | N*m/bar | lbf*ft/psi | ft*lbf/psi

Details

Объем жидкости при значении перемещения поршня 0. Этот объем жидкости соответствует положению поршня, при котором он находится вверху по отношению к торцевой крышке привода.

Единицы измерения

l | gal | igal | m^3 | cm^3 | ft^3 | in^3 | km^3 | mi^3 | mm^3 | um^3 | yd^3 | N*m/Pa | N*m/bar | lbf*ft/psi | ft*lbf/psi

Значение по умолчанию

1e-05 m^3

Имя для программного использования

dead_volume

Вычисляемый

Да

# Environment pressure specification — способ задания давления окружающей среды
Atmospheric pressure | Specified pressure

Details

Способ задания давления окружающей среды. Вариант Atmospheric pressure устанавливает давление окружающей среды равным 0.101325 МПа.

Значения

Atmospheric pressure | Specified pressure

Значение по умолчанию

Atmospheric pressure

Имя для программного использования

pressure_type

Вычисляемый

Нет

# Environment pressure — давление окружающей среды
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

Определяемое пользователем давление окружающей среды.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Environment pressure specification значение Specified pressure.

Единицы измерения

Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Значение по умолчанию

0.101325 MPa

Имя для программного использования

p_specified

Вычисляемый

Да

Жесткий упор

# Hard stop model — выбор модели жесткого упора
Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound | Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound | Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound | Based on coefficient of restitution

Details

Выбор модели для силы, действующей на поршень, когда он находится на крайних положениях. Дополнительную информацию см. блок Translational Hard Stop.

Значения

Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound | Full stiffness and damping applied at bounds, undamped rebound | Full stiffness and damping applied at bounds, damped rebound | Based on coefficient of restitution

Значение по умолчанию

Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound

Имя для программного использования

hardstop_model

Вычисляемый

Нет

# Hard-stop stiffness coefficient — коэффициент жесткости
N/m | lbf/ft | lbf/in

Details

Коэффициент жесткости поршня.

Единицы измерения

N/m | lbf/ft | lbf/in

Значение по умолчанию

1e10 N/m

Имя для программного использования

k_hard_stop

Вычисляемый

Да

# Hard-stop damping coefficient — коэффициент демпфирования
kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)

Details

Коэффициент демпфирования поршня.

Единицы измерения

kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)

Значение по умолчанию

150.0 N*s/m

Имя для программного использования

C_hard_stop

Вычисляемый

Да

# Transition region — диапазон действия модели жесткого упора
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Область срабатывания жесткого упора. За пределами этого диапазона для крайних положений поршня Hard stop model не применяется, и дополнительная сила со стороны упора на поршень не действует.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Hard stop model значение Stiffness and damping applied smoothly through transition region, damped rebound.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Значение по умолчанию

0.1 mm

Имя для программного использования

transition_region

Вычисляемый

Да

Амортизатор

# Cylinder end cushioning — опция моделирования торможения поршня за счет действия демпфера

Details

Установите этот флажок, чтобы включить замедление поршня в его крайних положениях. Дополнительную информацию см. в блоке Cylinder Cushion (TL).

Значение по умолчанию

false (выключено)

Имя для программного использования

enable_cylinder_cushion

Вычисляемый

Нет

# Cushion plunger cross-sectional area — площадь поперечного сечения амортизационного плунжера
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

Площадь поперечного сечения амортизационного плунжера.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок параметра Cylinder end cushioning.

Единицы измерения

m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Значение по умолчанию

0.0001 m^2

Имя для программного использования

plunger_area

Вычисляемый

Да

# Cushion plunger length — длина амортизационного плунжера
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Длина амортизационного плунжера.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок параметра Cylinder end cushioning.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Значение по умолчанию

0.001 m

Имя для программного использования

plunger_length

Вычисляемый

Да

# Cushion orifice area — площадь отверстия между камерами демпфера
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

Площадь отверстия между камерами демпфера.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок параметра Cylinder end cushioning.

Единицы измерения

m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Значение по умолчанию

1e-06 m^2

Имя для программного использования

cushioning_valve_area

Вычисляемый

Да

# Leakage area between plunger and cushion sleeve — площадь зазора между плунжером демпфера и втулкой
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

Площадь зазора между плунжером демпфера и втулкой. Параметр поддерживает вычислительную устойчивость симуляции, обеспечивая непрерывность потока.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок параметра Cylinder end cushioning.

Единицы измерения

m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Значение по умолчанию

1e-07 m^2

Имя для программного использования

plunger_leakage_area

Вычисляемый

Да

# Check valve cracking pressure differential — перепад давления, при котором обратный клапан начинает открываться
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

Давление, при превышении которого срабатывает клапан. Когда разница давления в порту A и соответствует или превышает значение этого параметра, обратный клапан демпфера начинает открываться.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок параметра Cylinder end cushioning.

Единицы измерения

Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Значение по умолчанию

0.01 MPa

Имя для программного использования

delta_p_crack

Вычисляемый

Да

# Check valve maximum pressure differential — перепад давления, необходимый для полного открытия обратного клапана
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

Максимальное перепад давления обратного клапана демпфера. Этот параметр задает верхний предел давления, чтобы давление в системе оставалось реалистичным.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок параметра Cylinder end cushioning.

Единицы измерения

Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Значение по умолчанию

0.1 MPa

Имя для программного использования

delta_p_max

Вычисляемый

Да

# Check valve maximum area — площадь полностью открытого обратного клапана
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

Площадь поперечного сечения отверстия обратного клапана в полностью открытом положении.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок параметра Cylinder end cushioning.

Единицы измерения

m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Значение по умолчанию

0.0001 m^2

Имя для программного использования

check_valve_max_area

Вычисляемый

Да

# Check valve leakage area — площадь утечки при полностью закрытом обратном клапане
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

Общая площадь возможных утечек при полностью закрытом обратном клапане. Любая площадь, меньшая этого значения плавно увеличивается до указанной площади утечки. Это значение способствует вычислительной устойчивости, поддерживая непрерывность потока.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок параметра Cylinder end cushioning.

Единицы измерения

m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Значение по умолчанию

1e-10 m^2

Имя для программного использования

check_valve_leakage_area

Вычисляемый

Да

# Smoothing factor — числовой коэффициент сглаживания

Details

Коэффициент непрерывного сглаживания, который обеспечивает плавность открытия за счет поправки в характеристику клапана в почти открытом и почти закрытом положениях. Установите ненулевое значение меньше единицы, чтобы повысить стабильность моделирования в этих режимах.

Значение по умолчанию

0.01

Имя для программного использования

smoothing_factor

Вычисляемый

Да

Трение

# Cylinder friction — опция моделирования трения при движении поршня

Details

Учитывается ли трение поршня при движении. Сила трения блока складывается из силы Штрибека, Кулона и вязкости.

Установите этот флажок, чтобы включить трение поршня при движении. Сила трения блока складывается из силы Штрибека, Кулона и вязкости. Более подробную информацию смотрите в блоке Cylinder Cushion (TL).

Значение по умолчанию

false (выключено)

Имя для программного использования

enable_friction

Вычисляемый

Нет

# Breakaway to Coulomb friction force ratio — отношение силы отрыва к силе кулоновского трения

Details

Отношение силы отрыва к силе кулоновского трения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок параметра Cylinder friction.

Значение по умолчанию

1.2

Имя для программного использования

Coulomb_breakaway_ratio

Вычисляемый

Да

# Breakaway friction velocity — порог движения против силы трения
fpm | fps | kph | mph | m/s | cm/s | ft/s | in/s | km/s | mi/s | mm/s

Details

Пороговое значение для движения против силы трения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок параметра Cylinder friction.

Единицы измерения

fpm | fps | kph | mph | m/s | cm/s | ft/s | in/s | km/s | mi/s | mm/s

Значение по умолчанию

0.1 m/s

Имя для программного использования

v_breakaway

Вычисляемый

Да

# Preload force — начальное усилие в цилиндре, возникающее при сборке уплотнения, Н
N | kN | lb | mN | dyn | lbf

Details

Начальное усилие в цилиндре под действием узла уплотнения. Блок использует этот параметр для расчета силы кулоновского трения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок параметра Cylinder friction.

Единицы измерения

N | kN | lb | mN | dyn | lbf

Значение по умолчанию

20.0 N

Имя для программного использования

F_preload

Вычисляемый

Да

# Coulomb friction force coefficient — коэффициент силы кулоновского трения
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2 | N/Pa

Details

Коэффициент силы кулоновского трения. Блок использует этот параметр для расчета силы кулоновского трения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок параметра Cylinder friction.

Единицы измерения

m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2 | N/Pa

Значение по умолчанию

1e-06 N/Pa

Имя для программного использования

Coulomb_coefficient

Вычисляемый

Да

# Viscous friction coefficient — коэффициент вязкого трения
kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)

Details

Коэффициент вязкого трения. Этот параметр используется для расчета силы вязкого трения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок параметра Cylinder friction.

Единицы измерения

kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)

Значение по умолчанию

100.0 N*s/m

Имя для программного использования

viscous_coefficient

Вычисляемый

Да

Начальные условия

# Initial piston displacement — начальное положение поршня
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Положение поршня в начале симуляции.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Piston displacement значение Calculate from velocity of port R relative to port C.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Значение по умолчанию

0.0 m

Имя для программного использования

offset

Вычисляемый

Да

# Fluid dynamic compressibility — опция моделирования сжимаемости жидкости

Details

Установите этот флажок, чтобы включить изменения плотности жидкости из-за ее сжимаемости. Если установлен флажок Fluid dynamic compressibility, то изменения, связанные с массовым расходом жидкости в блоке, рассчитываются в дополнение к изменениям плотности, связанным с изменением давления. В библиотеке Изотермическая жидкость все блоки рассчитывают плотность как функцию давления.

Значение по умолчанию

true (включено)

Имя для программного использования

dynamic_compressibility

Вычисляемый

Нет

# Initial liquid pressure — начальное давление жидкости для сжимаемых жидкостей
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

Начальное давление жидкости для сжимаемых жидкостей.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Fluid dynamic compressibility.

Единицы измерения

Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Значение по умолчанию

0.101325 MPa

Имя для программного использования

p_start

Вычисляемый

Да

# Initial liquid temperature — начальное давление жидкости для сжимаемых жидкостей
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR

Details

Начальное давление жидкости для сжимаемых жидкостей.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Fluid dynamic compressibility.

Единицы измерения

K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR

Значение по умолчанию

293.15 K

Имя для программного использования

T_start

Вычисляемый

Да