流体管网建模仿真优化一体化软件FloTides是一款完全国产自主研发的针对流体管网系统的集快速建模、热流固耦合仿真及系统优化于一体的正向设计软件

先进的软件构架
FloTides软件具有先进的软件构架，基于MBSE的框架理论，不仅软件一体化程度高，能在软件内无缝实现建模、仿真、分析、优化等功能，还能与外部三维建模软件通过接口实现互通，极大提升工程师在管网设计优化过程的用户体验和工作效率

FloTides软件通过建立流体网络内所有节点上的连续方程、能量守恒方程、组分守恒方程与各支路上的动量守恒方程，结合相应状态方程，构建了通用流体管网的数学模型。在开发过程中，所有数学模型均根据权威文献数据做了严格测试，以确保结果的准确性和一致性

FloTides软件为用户提供友好的交互界面和简洁的功能区划分，合理地规划软件指令、科学地展示各类信息，帮助工程师高效开展工作

FloTides软件内置丰富的通用元件库，包含阀门、管道、换热器、泵、阻力元件、孔口元件、共轭传热、监测元件等15大类130种元件，能基本满足工业领域众多行业用户的热流体系统建模需求。软件提供元件库的二次开发接口，可增加用户特定类型的元件模型

FloTides软件集成了NIST工质物性库，可对流体进行真实物性计算，另外软件中还添加了核电、航空、船舶、消防等领域中的特殊流体物性，如海水、硼酸溶液、重水、航空煤油、润滑油等。软件还可以对不同流体进行任意比例混合，并对其进行热力学和流体力学性能计算

太泽科技将在后续开发中不断拓展元件库与工质库，致力于软件的持续成长和应用边界的持续延伸

FloTides软件灵活的后处理功能帮助工程师从不同维度和视角获得多元信息，从而做出高质量的关键决策。软件支持多种形式的后处理，包括

FloTides软件内嵌的优化模块是基于AI的第四代智能优化系统。在设计阶段，工程师可以自行选择设计变量、设计约束与设计目标，优化模块将能自动训练机器学习模型用于自动迭代，并以极快的收敛速度为用户寻找全局最优方案。在多目标优化决策中，优化模块可提供多个优化方案供用户自行选择。对于流体管网中高变量、多目标、小样本的优化问题，FloTides软件内嵌的优化器可以高效、精确地辅助用户做出优化决策

相较于传统的管网仿真软件，FloTides软件具备领先的流固耦合传热仿真能力。在构建传热网络时，软件可将固体作为计算节点纳入仿真，与环境节点、导热体共同作用，从而解决固体间热传导、固体间热辐射、固体-环境传热、流固耦合传热等问题的计算。这对于进行流体管网系统复杂的传热分析提供了极大的便利

模型降阶是一类将高特征维度的复杂系统通过神经网络或统计学/数学方法降低特征维度从而形成简化系统模型的方法，其生成的简化模型称为降阶模型（Reduced Order Model）。降阶模型具有快速响应，占用计算资源少的特性，可以满足性能快速预测、优化设计、全生命周期故障预测与健康管理等需求FloTides软件可以将复杂或关键部件的CFD仿真数据或试验数据训练为降阶模型插入流体管网中，其计算精度远高于经验模型，又不需占用大量计算资源，可以很好地满足详细设计的需求。或者可将部分管网子系统封装成保留数个输入输出接口的子系统降阶模型，封装后的子系统可以作为高精度的“构建块”保留在数据库中，方便随时调用。还可以将整个管网系统训练成数个关键输出对于数个关键输入的降解模型，可用于流体管网系统现场调试/运维的实时仿真分析，也可以用于与其他学科系统模型如机械、控制等（如机械、控制等）联合快速仿真分析等领域

FloTides软件的系统几何模型导入、快速建模功能可以为工程师节约超过90%用于构建系统仿真模型的时间。只需简单的几步操作，软件就能将PID控制原理图、管网正等轴测图、原生三维CAD模型导入软件并自动创建模型

工程问题中的应用

水泵阀门管网系统的数字模型构建
通过FloTides软件完成对水泵阀门管网系统的一维建模系统构建技术点：增压泵水力曲线获取并应用计算；诱导轮数据获取并计算常规工况；调节阀组进行简化视为阻力件；换热器与过滤器用经验损失系数计算；实际管道尺寸参数获取并应用计算；管路流量分布情况符合实际工况；通过改变调节阀组的损失系数大小控制管路流量

对于其中关键部件:带诱导轮的水泵，进行高精度建模，并且应用模型降阶技术，结合水泵的试验数据与CFD仿真计算结果，建立水泵的高精度降阶模型，集成在管网模型中，提升系统仿真的精度，获得更全面的性能预测效果

某高温供气管网系统是某高性能试验台的重要部分，为实现该系统的以快速、安全调节系统，同时节约试验用气的目标，和关键设备电加温器的健康管理的需求，需要建立高温供气管网系统的数字模型，应用此模型实现系统中阀门组的调控策略优化和关键设备故障预测和健康管理.通过专家组研究对关键部件电加温器模型进行了等效简化，并且应用FloTides软件实现了电加温器的建模

该模型可以快速实现阀门组控制策略生成与优化，可作为自动控制的依据。关键部件加温器的模型能够获得其中各个节点的物理性质，包括无法直接测量的加热筒内壁温度等，能够实现虚拟传感器数据测量的功能。通过使用该高温供气管网系统数字模型进行计算并且与试验测量的数据进行对照，发现了试验中的数据异常点，并且能够通过数据对比，结合专家经验，定位发生故障的准确部位和故障与原因，实现故障预测与健康管理的功能

FloTides软件应用于核电、船舶、航空、燃机、汽车、消防、暖通等工业领域，尤其适用于由众多流体部件组成的复杂热流体网络系统的设计、优化与运维需求