p-s热力学面上水和水蒸气温度与焓的快速计算

摘要

基于双网格双二次样条插值模型,建立了p-s热力学面上水和水蒸气温度和焓的快速计算方法.分别采用等差、等比和幂率三种非均匀网格划分方法实现对整个热力学面上热力性质的快速和精确表征,相比均匀网格大大节省了计算内存.针对热力性质曲面在饱和线处不可导的特点,采用曲面延拓方法虚拟两相区热力性质曲面,使样条函数在饱和线附近与IAPWS-95的一致性比IAPWS-IF97提高了2至5个量级.对不同网格搜寻算法的效率进行了测试,确定二分查找法为最佳的非均匀插值网格搜寻算法.计算结果表明,样条函数TSPL(p,s)和hSPL(p,s)计算精度比IAPWS-IF97高2至6个量级,计算速度是IAPWS-IF97的7.6至27.2倍.