V&V系统开发建设技术路线
仿真（Simulation）就是通过实际系统模型并利用所见模型对实际系统进行实验研究的过程。现代系统仿真技术和综合性仿真系统已经成为任何复杂系统，特别是高技术产业不可缺少的分析，研究，设计，评价，决策和训练的重要手段。其应用范围在不断扩大，应用效益也日益显著。
对于每一个成功的仿真研究项目，其应用都包含着特定的步骤。仿真的校验和确认在仿真整个环节都非常重要。
对于产品的仿真模型验证和确认研究，北京安怀信科技股份有限公司的自研商业版软件Sim V&Ver® , 可以按照V&V系统开发建设与项目咨询相结合的方式开展。
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产品的仿真模型的层级分解规范制定
例如，某型号产品是一个复杂的系统，为了更好的对其进行研究，可以对其进行分层建模研究。按照V&V的基本理论，仿真系统的确认层级一般划分为：单一问题层、基准层、子系统层、全系统层。
a) 单一问题层（Unit Problem Tier）：简单构型、单流动机理、单流动特征，试验初边值条件和试验结果准确度高。
b) 基准层（Benchmark Tier）：体现真实系统某一特征的简单模型、少数机理之间的耦合，试验结果的不确定度低。
c) 子系统层（Subsystem Tier）：真实子系统、构型可简化但实际过程和机理完整，试验结果的不确定度劣于标准算例层级的不确定度。
d) 全系统层（Integer-system Tier）：真实系统和构型、全过程、包括所有物理机理，关心系统性能，试验结果的不确定度劣于标准算例层级的不确定度。
一般层次分级结构图
依据V&V的层级分解理论，并结合某型号产品的仿真对象，制定仿真模型的层级分解规范，用于指导对某型号产品的全系统仿真模型进行确认分层的规划，对于复杂的某型号产品性能分析，可以根据实际应用需求和仿真模型的预期用途，对各个层级的对象进行逐层验证与确认，从而提升复杂全系统仿真模型的预测精度。
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基于V&V方法的层级试验设计
a) 基于仿真模型的性能预测结果，对物理试验设计进行指导和试验前的结果预示；如危险区域识别、测点布置、传感器位置优化等。
b) 基于V&V的思想和方法，设计层级试验。明确层级试验的目的和内容、测量手段、关键的试验响应量、试验数据的处理方法、层级试验数据的不确定性等。以便于后期更好的利用层级试验数据对仿真模型进行修正，提升层级仿真模型的预测能力。
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SimV&Ver仿真模型
验证和确认系统的部署
研究单位可以根据产品热性能仿真模型V&V的具体需求，对SimV&Ver系统的开发提出特定的应用要求，完成SimV&Ver系统的开发后，将在单位现场进行部署和在线运行测试。
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SimV&Ver仿真模型
验证和确认系统的导航应用
以一个典型的某型号产品的热仿真模型为例，进行仿真模型V&V的应用研究。在SimV&Ver系统中，定义V&V流程，并配置对应的工具模块，开展模型研究，如仿真模板定制与性能计算、网格离散性研究、程序误差分析、仿真和试验结果的对比研究、仿真参数的灵敏度分析、仿真模型修正、仿真模型不确定性分析等。通过对仿真模型进行V&V研究，提升柴油机仿真模型的性能预测精度。通过实际型号应用，可以测试SimV&Ver系统的稳定性及易用性，并且可以帮助研究单位的工程师掌握系统的使用方法和技巧。
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产品热仿真建模规范发布
对产品仿真模型进行V&V研究的过程，将是仿真知识不断积累的过程。如仿真建模的网格尺寸、连接关系定义及参数定义、边界条件定义、求解算法参数定义等。仿真规范的基本内容可以包括：
a) 物理模型简化原则
b) 网格控制规则
c) 计算域选择
d) 计算设定
e) 求解算法选择与关键参数定义
f) ……
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高精度的层级仿真模型的管理
经过Sim V&Ver 验证的仿真模型，具有较高的性能预测能力。对这些高精度的仿真模型进行统一的管理，将有助于为研究单位未来新产品研发提供基础模型和数据。并且随着越来越多的复杂仿真模型V&V研究工作的开展，会不断积累越来越多的符合置信度要求的高精度仿真模型，对这些模型进行保存，将逐步建立虚拟样机库，为后续型号研制及快速型号设计提供更多的知识储备。
#The End #
作者：市场部
图片来源：互联网
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