歡迎來到中國船舶在線 郵箱 | 登錄
艦船裝備

美海軍開發能源仿真與優化工具

發布日期: 2021-04-09 來源:周宏達 馬曉晨 藍海星智庫 訪問量:



3月23日,美海軍研究實驗室官網發布消息稱,受美國陸軍、美海軍陸戰隊遠征能源辦公室、美海軍陸戰隊系統司令部共同資助,美海軍研究實驗室替代能源分部的科研人員研發出一套名為“IPOWER”的仿真軟件。該軟件可對能源的利用、存儲、獲取與共享進行模擬,協助能源優化決策,解決戰場能源短缺問題。

blob.png

一、研發背景

在過去的20年中,美海軍陸戰隊面臨的能源消耗、能源分配復雜性等問題日趨嚴重,傳統的能源分析方法(如平均值法、假設法)無法滿足復雜作戰平臺能量管理的需求。因此,美海軍急需一款能源仿真分析工具,以協助采辦人員、后勤人員和士兵做出節能決策。

二、原理內涵

“IPOWER”仿真軟件本質上是一種靈活的分析工具,可對多種任務、設備、作戰單元、能量管理策略進行高保真模擬。該工具使用復雜的設備模型和系統級能耗分析方法,使用簡單的操作界面,保證用戶可以快速分析復雜的情況,從而了解設備、戰術、戰場環境對能源的影響。仿真軟件由評估系統和交互界面組成,評估系統利用數據庫對可能出現的場景進行估算,隨后利用設備模型和任務時間表計算設備的功率流動,并以此生成總耗能指標、儲能系統容量配置結果、電池充電閾值、燃料消耗等關鍵信息。此外,操作員還可根據任務持續時間獲取電池荷電狀態、光伏發電量等詳細信息。軟件的交互設計交單易用,操作員通過Web瀏覽器即可與仿真元件實現交互,瀏覽器既可以安裝在獨立計算機上,也可安裝在服務器上,并允許多個操作員同時登陸進行操作,評估系統的計算結果最終將以交互式圖表的形式呈現給操作員。

“IPOWER”仿真軟件具備以下五點優勢:一是兼容性好,軟件可在Windows和Linux操作系統中正常運行;二是使用與維護簡單,軟件界面簡單易用,數據呈現形式直觀易懂,安裝與后續升級操作技術門檻低;三是軟件集成性好,包含豐富的程序接口,軟件工程師可通過簡單操作即可集成不同軟件;四是靈活性高,操作員可自由創建任務與設備類型,并按需進行分析,甚至可對不存在的設備與場景做出假設,指導科研和采辦計劃;五是功能強大,可對系統中全部設備進行仿真,仿真對象小到獨立的子系統,大到作戰單位之間的多個共享系統,甚至能夠以單兵或班組為對象進行仿真優化,通過復雜的能量管理邏輯最終確定電池的充放電閾值與班組成員間何時進行電池共享。
三、應用前景
該仿真工具尚未用于實際問題的能量管理,美海軍研究實驗室正在積極探索如何將該工具與其他軟件聯合使用。現階段美陸軍正探索利用“IPOWER”軟件解決未來步兵的能源需求問題,海軍陸戰隊用以開發下一代遠征能源概念,海軍研究實驗室則以此分析特種作戰司令部的電力與能源需求。研發人員表示,未來將擴展“IPOWER”軟件的功能,使其能夠指導制定武器裝備、用電設備的能耗標準,使士兵擺脫能源短缺的困擾,最終將協助國防部解決戰場能源問題。

(藍海星:周宏達 馬曉晨)



相關附件:
国产中文字幕乱码一区_亚洲色欲色欲高清无码_欧美日韩亚洲一区视频二区