Аппроксимационная модель (ИГ)

Внешний вид блока запуска аппроксимационной модели

Блок Аппроксимационная модель (ИГ) предназначен для использования в рамках библиотеки Изотермическая гидравлика множества аппроксимационных моделей:

1. Нейронных сетей, являющихся частью алгоритмов машинного обучения;

2. Гауссовских процессов;

3. Линейных и нелинейных регрессионных моделей.

Аппроксимационные модели могут содержать в себе любые нелинейные зависимости между входными параметрами модели и результатами вычислений, которые затруднительно описать программным алгоритмом и требует применения таких современных подходов, как например, нейронные сети и других методов машинного обучения.

Блок предназначен для вызова (Inference) аппроксимационной модели и обеспечения обмена данными в процессе моделирования с другими блоками библиотеки Изотермическая гидравлика.

Блок Аппроксимационная модель (ИГ) обеспечивает загрузку модели из нейтрального формата ONNX.

Примечание

В библиотеке Внешние модели содержится блок Аппроксимационная модель, предназначенный для вызова ML моделей в процессе моделирования и обмена данными с блоками библиотеки Автоматика и другими блоками, содержащими порт типа Автоматика.

1.  Требования к аппроксимационной модели, взаимодействующей с блоками библиотеки изотермической гидравлики

Важно

Основные требования к аппроксимационной модели представлены в описании аналогичного блока библиотеки Внешние модели.

1.1.  Требования к формулированию задачи на аппроксимацию

Аппроксимационная модель должна описывать физический процесс движения жидкости в моделируемой системе, выражая зависимость массового расхода \( \dot{\mathbf m_i}\) от давлений \(\mathbf P_{i}\) (1).

Узел должен быть составным элементом аппроксимационной модели. Каждый узел \(i\) должен включать параметр давления \(\mathbf P_{i}\) и результат вычисления массового расхода \(\dot{\mathbf m_i}\).

(1)\[\dot{\mathbf m_i} = f(\mathbf P_{i})\]

в зависимости (1) индекс \(i\) обозначает порядковый номер узла модели.

Аппроксимационная модель должна содержать хотя бы один узел с параметром давления \(\mathbf P_{1}\) и расчётным значением массового расхода \( \dot{\mathbf m_1}\).

Правило знаков для расчёта расхода

Положительное направление

Положительное направление массового расхода принято в узел аппроксимационной модели.

Отрицательное направление

Расход, направленный из узла модели, считается отрицательным.

На схеме ниже изображено два узла аппроксимационной модели с положительным направлением расчётных значений массовых расходов.

Правило знаков расчёта массовых расходов для аппроксимационной модели с двумя узлами.

На схеме выше приняты следующие обозначения.

Обозначения	Описание
Синие круги	Узлы модели с параметрами давлений \(\mathbf P_{i}\)
Синие векторы	Положительные направления массовых расходов модели \(\dot{\mathbf m_i}\)

Вариант расчёта массового расхода из одного узла в другой

Аппроксимационная модель может содержать два узла, рассчитывая одно значение массового расхода \(\dot{\mathbf m}\), направленного от узла 1 к узлу 2 в соответствии с схемой, приведённой ниже.

Расчёт массового расхода от узла 1 к узлу 2 аппроксимационной модели с двумя узлами.

В приведённом выше случае массовый расход, направленный к узлу 2, равен \(\dot{\mathbf m}\), а массовый расход узла 1 принимается \( - \dot{\mathbf m}\).

Вариант расчёта массовых расходов в трёх узлах

Аппроксимационная модель может содержать три и более узла, рассчитывая значения массовых расходов \(\dot{\mathbf m_i} = f(\mathbf P_{i})\), в каждом из узлов модели.

Расчёт массовых расходов в трёх узлах аппроксимационной модели.

1.2.  Требования к параметрам аппроксимационной модели

Аппроксимационная модель, взаимодействующая с блоками библиотеки Изотермическая гидравлика, должна:

1. В качестве входных параметров принимать значения давлений (P₁,P₂,Pₙ на рисунке ниже) в узлах моделируемого элемента системы;

2. В результате расчёта модель должна отдавать значения массовых расходов жидкости (m₁, m₂, mₙ на рисунке ниже) в каждом узле моделируемой системы.

flowchart LR inputs["P₁, P₂, P₃, ... , Pₙ"] model("Approximation model") outputs["m₁, m₂, m₃, ... , mₙ"] inputs --> model --> outputs

Исходные данные и результаты расчёта Аппроксимационной модели (ИГ)

На на рисунке выше используются следующие обозначения.

Обозначение	Размерность	Описание
P₁, … , Pₙ	Па	Исходные значения давлений в узлах аппроксимационной модели
m₁, … , mₙ	кг/с	Результаты расчёта массовых расходов жидкости

Физические величины исходных данных и результатов расчётов аппроксимационной модели должны быть представлены в системе единиц СИ.

2.  Свойства

Нет

3.  Входы и выходы

Параметры	Вход/Выход	Описание	Единицы измерения	Тип порта
Давления	Вход	Список входных портов формируется на основе информации о наборе входных параметров модели из ONNX-файла	Па	Изотермическая гидравлика
Расходы	Выход	Список выходных портов формируется на основе информации о наборе выходных параметров (результатов вычислений) модели из ONNX-файла	кг/с	Автоматика

Выходные порты блока необходимы для получения результатов расчётов массовых расходов в узлах модели, а также для передачи результатов расчётов в блок Выходной порт.

Важно

Блок Датчик не поддерживает отображение результатов расчёта блока Аппроксимационная модель (ИГ).

Для того, чтобы посмотреть возможности подключения блока необходимо перейти на страницу Описание портов блоков.