亮点

•首次将基于张量的框架应用于区域供热网络建模。

•捕捉非线性摩擦因子，且无指数复杂性（增长）。

•利用二元节点高效建模层流-湍流转变。

•在保持物理准确性的同时降低计算复杂度。

•为潜在大规模系统提供可扩展框架。

摘要

区域供热网络仿真面临一个根本性的计算挑战：传统非线性模型在大尺度上因维度问题变得难以解决，而线性模型则无法准确表示区域供热系统所必需的非线性动力学。基于张量的方法已证明在建模供暖、通风和空调（HVAC）以及局部供热系统方面具有有效性，能够在准确性与计算效率之间提供可扩展的折中，但本文首次描述了其在区域供热网络中的应用。本研究采用基于张量的框架，采用多线性时不变（MTI）建模，实现区域供热网络的可扩展表示。编译 陈讲运

张量与多线性函数能够高效地表征控制方程及其非线性关系，尤其是达西-韦斯巴赫方程所定义的二次压降关系，以及跨越不同流态区域的非线性摩擦系数，且不会导致模型复杂度呈指数级增长。二元变量用于建模层流与湍流之间的不连续转换，在保持计算可解性的同时，确保物理准确性。张量结构通过分解方式，本质上规避了制约传统方法的维度灾难问题。在小型网络上与现有模型进行基准测试表明，该方法仅存在微小偏差，同时显著降低了内存占用，展现出基于张量的方法在大规模区域供热网络高效仿真与优化方面的潜力，从而支持可再生能源的整合以及现代节能系统所必需的先进控制策略。

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