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SystemSimulationApp/AmesimModels/test_mql

test_mql

本目录记录 AMESim 模型 test_mql.ame 向 PythonModels 迁移时使用的源模型信息、结果对齐约定和当前进度。

目标

迁移目标不是复制 AMESim .results 中的观测值,而是建立真实的 Python 仿真链路:

组件方程 -> SimulationNetwork/系统装配 -> closure -> snapshot/端口写回 -> RHS -> solver -> reporting/comparison

Python 输出只有通过 AMESim baseline 对比后才能作为数值一致性依据。duplicate、反号或派生观测可以用于验证端口方向,但不能替代组件方程和网络闭合。

模型与源数据

  • AMESim 源模型:AmesimModels/test_mql.ame
  • Python 系统类:PythonModels.systems.test_mql.TestMqlSystem
  • 结构运行入口:PythonModels/scripts/run_test_mql.py
  • 132 状态比较入口:PythonModels/scripts/run_test_mql_full_state_comparison.py
  • AMESim 组件数:117
  • LINE 连接数:84
  • 连续状态数:132
  • 离散状态数:24
  • 全局参数:D1=20、D2=20、D3=14、P0=153、Pdq=1、V=15、cf=0.45

.ame 文件是 tar 包,迁移和校验主要使用其中的:

  • test_mql_.cir:组件、连接、参数表达式和生成代码线索。
  • test_mql_.param / test_mql_.data:参数和结果配套数据。
  • test_mql_.modelinfo / test_mql_.sim:状态数和仿真设置。
  • test_mql_.var / test_mql_.results:AMESim Data_Path 目录和 baseline 时序。

当前结果解析器可读取 1002 个时间点和 1116 个保存变量,无需先转换成 CSV。

当前实现

当前已经完成:

  • AMESim 组件、LINE 连接、直接组件接触、全局参数和变量目录解析。
  • 氦气 Peng-Robinson 物性;内部使用绝对压力,AMESim press 按相对 101300 Pa 的表压输出。
  • PNCH023 / PNCH012 / PNOR001 / PNVO001 气动组件。
  • PNL0001 / PNL0002 / PNL0003 / PNL00R 管路动态或阻性关系。
  • PN3NODE2 / P4NODE2 代数节点、真实邻接拓扑、canonical flow 和端口写回。
  • PNRP17 / MECMAS21 / LSTP00A / LMECHN1 / UD00 / FORC 当前工况可确认的机械行为。
  • 112 个气动状态和 20 个机械状态组成的 132 状态总闭包。
  • 活塞运动学、变容气室机械反馈、气动力、外力、端止动和质量约束耦合。
  • 关键 Data_Path 序列导出、schema validation、AMESim 插值 comparison、误差排序、端点诊断和变容气室 RHS 拆解。

主要实现位置:

  • PythonModels/systems/test_mql.py
  • PythonModels/systems/test_mql_closure.py
  • PythonModels/systems/test_mql_pneumatic.py
  • PythonModels/systems/test_mql_mechanical.py
  • PythonModels/systems/test_mql_lines.py
  • PythonModels/components/amesim_pneumatic.py
  • PythonModels/components/amesim_mechanical.py
  • PythonModels/reporting/amesim_results.py
  • PythonModels/reporting/test_mql_comparison.py
  • PythonModels/scripts/run_test_mql_full_state_comparison.py

当前对比结果

默认 comparison 使用 0 -> 1e-5 s 的短时域,目的是在数值误差扩散前检查初值、RHS 和局部耦合。

当前已确认:

  • 最大绝对误差路径是 press@pn_c1_8。
  • 初值已对齐:Python 约 -1300 Pa,AMESim 约 -1300 Pa。
  • t=1e-5 s 时 Python 约 -1290.75976 Pa,AMESim 约 -1299.98825 Pa,末值绝对误差约 9.22849 Pa。
  • pn_c1_8 的边界体积功只有约 0.026 W,端口焓流约 32722 W;当前偏差主要不像是活塞体积功导致。

这表明 132 状态仿真链路已经能够暴露真实偏差,但 PNL0001、节点流量、孔口或 PNCH012 方程仍需数值标定,尚不能声称已经达到 AMESim parity。

下一步

下一步只围绕当前最大偏差推进:

  1. 导出 Python 的 p4_port3_remote_chamber_to_line_flow。
  2. 与 AMESim 的 dm1@pneumatic_69 比较,先做 g/s -> kg/s 单位转换并确认符号方向。
  3. 比较 t=0 和 t=1e-5 s,并用 mgas1@pn_c1_8 的有限差分交叉验证质量导数。
  4. 若流量偏差明显,检查 pneumatic_69 的 PNL0001 resistance_mass_flow、参数和 pnnode4_16 节点平衡。
  5. 若流量吻合,再校准 PNCH012 焓流、氦气物性以及质量/能量到压力导数的换算。

pn_c1_8 的直接主线是 pneumatic_69。pneumatic_96 属于 pn_node3_8 -> pn_general_chamber 固定气室支路,不是本轮流量诊断对象。

运行与验证

运行默认短时域 comparison:

python3 -m PythonModels.scripts.run_test_mql_full_state_comparison

运行相关测试:

python3 -m unittest tests.test_run_test_mql_full_state_comparison tests.test_test_mql_pnl0001_segment

运行全量测试:

python3 -m unittest discover -s tests -t .

对齐约定

  • 组件 alias 和输出名优先保持 AMESim 原名及 Data_Path。
  • PortState.m_flow > 0 表示流入当前组件。
  • closure 先定义 canonical flow,再按各组件端口方向写回 m_flow。
  • AMESim 管路质量流量通常以 g/s 保存,Python 内部统一使用 kg/s。
  • CSV 是人工检查和交换格式,不是读取 AMESim baseline 的前置条件。
  • 未完成真实 Python 输出对比前,不使用“与 AMESim 完全一致”之类结论。