大型天然气管网动态仿真研究与实现

针对大型天然气管网的动态优化问题,对天然气管网拓扑结构的逻辑表征、动态仿真模型和仿真运行控制逻辑等相关技术进行了深入研究。采用线性化预处理、蛙跳、迎风等策略有效地解决了大型天然气管网动态仿真在复杂水力条件下的稳定性和计算效率问题。设计了天然气管道仿真软件的体系结构,并实现了适应于任意拓扑结构的大型天然气管道仿真软件Real Pipe-Gas,完成了大型天然气管网动态仿真软件产品的国产化。经与国外商用管道仿真软件SPS比对表明,该软件计算效率高、结果精度高、易用性强,具有较强的工程应用价值。     

水力计算自适应优化算法仿真研究

利用VC++6.0语言,采用有限元节点法,研制出燃气管网水力计算自适应优化仿真软件。该自适应优化仿真算法在深入研究燃气管网水力计算结果与实际测量值之间存在偏差主要原因的基础上,根据实际测量管网数据对水力计算进行参数自适应辨识优化处理,能够离线或在线动态调整节点流量和管道过气能力系数,使水力计算的结果和实际测量数据在一定精度条件下相吻合,有效地解决了燃气管网计算过程收敛速度慢或不收敛的问题,大大减小了燃气管网水力计算的工作量,提高了计算精度和工作效率。     

蒸汽管网水力热力仿真系统及其应用

建立了蒸汽管网水力热力计算模型,通过迭代校正管段流量、管段平均密度和定压比热的方式,采用管网水力计算模型与热力计算模型相关联的节点方程法求解节点温度与节点压力。基于该计算模型,以数据库技术、仿真技术和可视化技术为支撑,成功开发出蒸汽管网水力热力计算仿真系统,实现了管网动态仿真数字化与模块化。以济南市典型蒸汽供热管网为例,对管网的水力和热力的工况进行了模拟计算,其计算结果与实际运行结果比较表明：该系统可用于蒸汽管网的设计计算、运行调节及其数值模拟。     

用于水力特性分析的管网建模系统设计

介绍了一个管网建模系统的设计。针对管网建模时的绘图需要和一些特殊约束条件，在需求分析的基础上，对主要的功能算法进行了设计和描述，并给出了使用本系统进行建模的步骤和一个管网模型实例。该系统不但具有图形编辑软件常用的编辑功能，而且与工程实际相结合，能够有效地提高管网建模的效率，满足工程中管网图形可视化建模的需要。整个管网建模系统采用面向对象的程序设计思想进行设计，稍加扩展即可以作为管网水力计算软件的输入子系统使用。     

LNG船液货装卸系统仿真计算与实现

液化天然气(LNG)船液货装卸过程中,需严格控制装卸时间,但由于装卸系统的复杂性,设计装卸系统时很难准确得到LNG在管路中的流动状态平衡控制。针对上述问题,提出了一种面向LNG船液货装卸系统结构的计算方法,根据图论和有限元软件构建装卸系统拓扑模型,形成双层反馈控制结构,建立仿真装卸模型,计算任意时间点的管网节点压头和管路流量情况。采用Visual C++编制了图形化界面的仿真计算软件进行仿真。仿真结果与实际情况基本符合,表明装卸方法具有实用性,能对LNG船液货装卸系统的设计起借鉴作用。     

基于BIM技术的平面钢闸门三维设计计算和出图一体化软件的研发

利用现有三维设计软件的强大参数化设计建模功能,集成C#、CATIA、CAA等工具和技术手段,开发基于BIM技术对平面钢闸门三维设计计算和出图一体化软件。该方法避免了从最底层开始开发,降低了软件开发难度,提高了软件开发效率,实现了平面钢闸门计算、三维建模和工程出图一体化。算稿、BIM模型和工程图纸的自动输出,大大提高了平面钢闸门设计效率和标准化程度。该软件按照平面钢闸门BIM设计方法进行系统顶层设计,具有较强的可扩展性,可根据需要增加闸门模板。该开发思路也可应用于弧形闸门、拦污栅和启闭设备等金属结构的三维设计计算和出图一体化软件的开发。     

城市蒸汽管网水力热力耦合系统及其应用

本文建立了蒸汽管网水力热力耦合计算模型,通过迭代校正管段流量、管段平均密度和定压比热的方式,采用管网水力模型与热力模型相关联的节点方程法求解节点温度与节点压力.基于该耦合模型,以数据库技术、仿真技术和可视化技术为支撑,成功开发出蒸汽管网水力热力计算分析系统,实现了管网动态仿真数字化与模块化.以济南市典型蒸汽供热管网为例,对管网的水力和热力的工况进行了模拟计算,其计算结果与实际运行结果比较表明:该系统可用于蒸汽管网的设计计算、运行调节及其数值模拟.     

BIM技术在生态河湖工程设计中的应用探索

为解决二维绘图设计信息散碎、跨专业人员理解难度大、效率低及设计周期长等难题,将BIM技术应用到生态河湖工程中。立足生态河湖工程特点,结合以往工程设计经验,对Autodesk和Dassault 2种BIM软件平台进行对比分析,分析优劣及适用性,最终确定Autodesk的Civil 3D和Revit软件更适用于生态河湖治理工程。根据这2款BIM软件的整体架构特点及适用范围,研究出一套适用于生态河湖工程三维设计的解决方案,并应用于沁阳市城区段生态综合治理工程中。实际应用表明：应用基于BIM技术的全流程解决方案,可创建河道和建筑物BIM模型,自动统计工程量及生成图纸,大大提高生产效率,节约人力、物力和成本,提高出手产品质量。     

甲醇/水二元间歇精馏塔的建模与先进控制

应用动态物料平衡和相平衡等机理建模法,建立了一套甲醇／水二元间歇精馏塔实验装置的数学模型。以Matlab为平台,开发了该模型计算软件。设计了塔顶甲醇浓度比例积分反馈推断控制、多个温度联合加醛反馈控制、塔顶甲醇浓度反馈增益自调整控制等控制策略。并应用基于状态空间模型的模型预测控制算法,推导了间歇精馏塔多个浓度反馈时的模型预测控制策略。对这些先进控制策略进行了仿真试验研究,仿真结果被用于指导间歇精馏控制实验,获得了满意的控制结果。     

氨法湿法脱硫工艺中物料平衡计算软件的设计与开发

文章介绍了氨法脱硫工艺的吸收原理,研究了物料平衡、水平衡和热量平衡的计算模型,运用Visual Basic 6.0编程软件开发了物料平衡计算软件,软件具有输入简单、界面友好、结果详实可靠等特点.计算的结果可直接用于工程设计和设备选型.该软件还可对操作参数进行优化分析,以方便设计人员从技术经济角度选择最优的参数.     

基于等值刚度算法管道应力分析系统开发与研究

该文提出的等值刚度法是将复杂的多分支管道应力计算，通过计算数学的等值变换原理，转换成无分支管道求解应力的一种计算模型，基于该模型开发的软件与美国SAP（有限元方法），日本CASEII等软件在工程应用后比较，具有精度高，计算速度快，适应范围广等特点，该方法在石油、化工、发电等行业的新建厂管网和老厂改造管网工程设计中有一定的应用与推广价值。     

基于建筑信息模型的轻钢厂房结构软件

为开发建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)软件,阐述BIM的技术特点,选用ObjectARX技术在AutoCAD平台上进行二次开发,开发轻钢厂房结构BIM软件. 该软件直接读入包括SAP和ANSYS等软件的结构模型,根据用户选择的节点类型和设计规范自动完成构件和节点的设计,并进行钢结构三维实体信息模型的拼装;在此基础上,采用分解、分层和组合的方法组织节点的数据结构,实现钢结构节点的全自动交互式设计、编辑及复核,设计结果的图形与文本查询等功能;直接生成供工厂使用的各个零件的制作翻样图、材料表以及结构体系造价等信息;该软件还实现三维实体模型到ERP软件的输出接口.     

基于模型特征匹配的BIM模型混合推荐算法

为了辅助地铁工程的专业设计人员从BIM模型实例库中快速获取匹配当前设计需求的参考模型,提出一种基于特征匹配的BIM模型混合推荐算法。首先基于Revit二次开发从BIM模型中获取特征数据;随后,利用模型特征参数等基本信息,采用熵权灰色关联模型计算模型实例的推荐度;然后,结合用户交互数据,采用梯度提升决策树算法(GBDT)与逻辑回归(LR)算法的融合模型计算模型实例的推荐度;最后,根据训练数据集的规模动态调整2种推荐度的组合比例。实验表明,该方法不仅避免了系统冷启动问题,并且在足够的用户交互数据支持下有更好的BIM模型推荐质量。     

基于BIM 的建筑消防安全管理应用框架研究

随着我国城市化步伐的加快,城市火灾的发生呈上升趋势,火灾防治的难度不断 加大,对防火设计和消防安全管理的要求不断提高。近年来建筑信息模型(BIM)技术的不断发 展,为建筑消防设计和消防安全管理提供了新的思路和方法。研究探讨了基于BIM 的建筑消防 安全管理的应用框架,包含基于BIM 的建筑消防设计子模型、基于BIM 的消防预案管理子模 型和基于BIM 的智能消防系统子模型。通过实际工程的案例分析,验证了BIM 技术在建筑消 防安全管理中的实现和应用价值,为建筑消防安全管理的改进提供了参考和技术支持。     

一种基于Hadoop的BIM云服务框架和空间位置检索算法

云平台存储和管理应用复杂的海量数据已成为必然。建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)是从全工程建设生命周期的视角组织相关数据并协同工作,所以BIM迫切需要云计算的支持。但是面对复杂的BIM应用,如何构建云平台的超级计算模式将是一个巨大的挑战。提出一个面向BIM应用的云服务框架,在Hadoop分布式软件框架上设计了云存储、云平台服务、应用服务和客户端应用四层结构。提出了该框架下的城市空间位置检索算法,该算法采用改进的KD树作为索引表。针对大用户群的并发访问,提出了面向空间位置检索的负载均衡算法,通过统计节点访问频度设计了数据块均衡分布策略。实验表明,该框架组织的建筑信息具有并发处理能力强、响应速度快等特点。     

BIM 正向设计存在的问题和思考

BIM 正向设计能够减少部分建模环节、降低劳动和信息交换成本,其优点得到业 界的广泛认同。随着国内BIM 技术的不断推广,现有的BIM 咨询模式已不能满足快速发展的 应用需求,正向设计在实际应用过程中也遇到了很多困难。通过工程经验和文献调研总结了正 向设计存在的问题,如：①缺乏与之适应的标准;②国内环境的制约;③技术链和产业链不够 成熟等,并对上述问题进行了思考与分析,得出以下结论：以出图为导向的正向设计是BIM 技 术应用的过渡性策略,需补充相适应的标准体系、加大国内BIM 软件和云平台体系的开发力度、 促进设计与施工管理一体化。正向设计的推广不仅需要有力的技术支持,更需要管理模式的不 断创新,为BIM 技术的应用和发展提供保障。     

基于区块链的建筑信息模型图纸多人协同创作系统

建筑信息模型（BIM）图纸多人协同创作在大型建筑项目中很重要,而现有的基于Revit等建模软件或云服务的BIM图纸多人协同创作方法存在BIM图纸版本混乱、不易溯源以及数据安全风险等问题。针对这些问题,设计了一种基于区块链的BIM图纸多人协同创作系统。该系统采用链上链下协同的存储方式,使用区块链和数据库分别存储BIM图纸创作过程中每次创作后的BIM图纸信息以及完整BIM图纸,利用区块链去中心化、可追溯和防篡改的特性保证BIM图纸的版本清晰,并为以后的版权划分提供依据,而且提升了BIM图纸信息数据的安全性。实验结果表明,该系统在多用户并发情况下的平均出块时间为0.467 85 s,系统的最大处理速率为每秒1 568次交易,验证了该系统是可靠的,且可以满足实际应用场景的需求。     

公路立交BIM参数化快速精确建模方法研究

摘 要：公路立交工程自身空间结构复杂、曲线交叉繁杂、跨桥线路复杂、桥面高程变化 繁多等特点,给建模工作造成了极大的困难,大型立交桥的设计建模工作一直是工程界亟待解 决的问题。采用 BIM 相关软件,针对公路立交工程的特点,通过将 BIM 相关建模软件与可视 化编程插件——Dynamo 相结合的方法,详细论述了实时可编辑地形模型、主体结构精度模型 以及批量附属设施的三维模型快速搭建方法。并通过具体操作实例证明该方法能提高公路立交 BIM 模型的搭建效率,可推动 BIM 技术在公路立交工程中的应用。     

基于BIM的供水管网智能运维管理系统设计

常规供水管网智能运维管理系统存在运营管理有效性较低的问题,为此提出基于BIM的供水管网智能运维管理系统设计。对供水管网智能运维管理系统的硬件、软件进行设计。通过仿真试验表明,提出的供水管网智能运维管理系统,较常规供水管网智能运维管理系统运营管理有效性明显提升,具有较高管理能力。     

基于三角剖分算法的BIM模型高精度显示方法

BIM模型在Web前端的渲染问题是BIM技术在实际应用中的重要问题,利用三角面片来加快模型前端渲染效率（模型轻量化）是该问题的解决方案。根据Revit二次开发技术中BIM模型的三角面片网格平均质量系数较低的问题,针对BIM模型轻量化和基于Web端共享的应用需求,提出结合Revit二次开发和Delaunary剖分算法的改进算法。通过在Revit二次开发得到的BIM模型原始点上增加点,使得原始点与增加的点按照B-W算法符合Delaunay准则,生成更为精细的三角面片,同时避免了域外三角形的产生,改进了算法实际应用效果。实验结果表明改进算法得到的三角面片的网格平均质量系数和网格关联质量系数相较于原始算法均有提高。最后设计利用WebGL将BIM模型按照优化算法生成的三角面片的方式进行渲染,实现BIM模型在Web端的渲染,验证该方法的有效性。