通风网络解算的改进研究及实现

通风网络解算是进行通风仿真的基础,目前国内外最普遍使用的是Scott-Hinsley迭代法.通过对该法的深入研究,对基于复合分支的通风网络简化和参数等效变换的网络解算进行改进研究.改进后的通风网络解算极大提高了网络解算速度,且对计算精度没有任何影响.     

矿井通风网路解算迭代初值的选择

<正> 一、前言复杂矿井通风网路的计算是一个解算二次方程组的问题,只能采用逐步渐近法解之,并且要预先给定一组假定初始风量。这属于数学上的非线性方程组的初值问题。文献〔1〕系统地介绍了这方面的研究成果,特别介绍用线性方程法〔2〕求解通风网路的初始值和风流的方向,但是文献〔2〕对此法未作出数学论证。本文在文献〔1〕〔2〕的基础上讨论了复杂通风网路中风阻 R 和风压平衡方程的几何意义,由此提出弦平面法来求解复     

用PC-1500机解矿井通风网路

<正>矿井通风网路(下称风网)的解算,对于矿井通风设计和管理都很重要.但由于过程复杂,许多应该计算的问题过去没有计算;或者尽可能加以简化,使之局限于某些风网的个别区段,以便于手算.目前电子计算机迅速推广,用这种计算工具解算风网及其他通风问题,已引起越来越多通风工作者的兴趣.许多矿井已拥有相当数量的PC-1500或PB-700等袖珍计算机,可以说已经到了在     

用非线性规划方法分析矿井通风网络

很多传统的矿井通风网络解析方法,如哈迪·克罗斯(Hardy Cross)迭代法及其改进方法,均有不稳定收敛的特性以及对复杂问题求解范围的局限性。执行解算的计算机程序通常比较复杂,要花费大量时间来运算,且对初始风量要进行设定。用线性规划及关键路线法解算通风网络时仅可分析受控制风流的情况。物质流的分配问题(如矿井通风网络中遇到的情况)可以采用运筹学中的网络流规划方法来建模。本文介绍的问题是一个可分离的、凸的最小费用网络流问题。论文介绍了一个等价问题的详细过程,并提出一种用分段线性化的方法来求解变换后的通风网络问题。文中列出了两个实例的计算结果,同时给出哈迪·克罗斯方法解算的结果。分段线性化方法的解算时间取决于分段技巧、对风量边界值的了解以及预期的精度。本模型简单易懂,只要问题的模型建得正确,肯定收敛。     

基于Arc Info 的矿井风网解算方法研究

运用GIS 技术进行矿井通风网络解算, 通过对计算过程的封装, 简化了网络解算的繁琐过程;采用节点风压法进行风网解算和弧段-节点数据结构进行通风网络特征建模;提出采用非平面数据模型来解决通风网络中的三维拓扑问题;实现了通风网络参数动态查询分析, 图形功能强大。     

计算机软件在通风网络解算中的应用

通风设计是煤矿设计中的一个重要环节,为减小矿井通风阻力,巷道配风过程中应尽量运用自然分风原则,因此需要进行通风网络解算,而通风网络解算特点是计算量大,重复计算多。使用计算机软件进行通风网络解算可以简化参数输入,进行快速计算,大大提高设计效率。     

通风系统仿真动态模拟研究及应用

针对渝阳煤矿通风系统存在通风阻力大,进风段、用风段和回风段三段通风阻力分布不合理,导致主要通风机运行负荷大等问题,提出利用通风系统网络解算软件对矿井通风网络进行解算及优化,并对矿井通风网路中风量进行自然分配和按需分配计算。计算结果表明,通风系统网络解算软件实现了风网解算仿真动态模拟、通风机特性拟合、局部通风系统风量调节功能。通风系统网络解算软件的应用,使从定性分析通风系统提升为数字化、准确化地分析通风系统,从而能有计划、有目的地调整通风系统。     

通风网络解算方法研究现状和展望

通风网络解算方法是矿井通风仿真的核心。在计算机普及前,通风网络解算方法主要有图解法、物理模拟法和仅适用于简单网络的解析法。数值解算法虽然在计算机普及之前,已经做了很多研究,但其数学模型主要是利用通风网络回路构建的模型,在没有计算机的情况下,实用价值不大。数值解算法在计算机辅助的情况下,才得到快速发展,并发展出节点风压解算模型和割集风压解算模型。通风网络解算方法研究未来应从以下3个方面着手:1基于质量流量的通风网络解算模型研究;2通风网络解算在正常通风和矿井灾变时期的统一模型研究;3矿井智能通风参数监测体系和矿井通风网络解算相融合的数学模型研究。     

矿井热交换对通风网络解算的影响

为了保证煤矿井下正常生产,需要一个合理可靠的矿井通风系统。当矿井开采到一定深度,围岩温度逐渐上升,此时对通风系统进行网络解算必须考虑风流与围岩之间的热交换问题。测试了某千米矿井通风系统的负压,在通风系统网络解算中引入节点风流热量平衡方程,分析了热交换问题对通风系统网络解算的影响;对比了忽略热交换和考虑热交换影响的2种通风系统网络解算结果的分支风量偏差。对不同的矿井总风量进行网络解算,分析了热交换对风量分配的影响程度,得出了随着矿井总风量减小,热交换对通风网络解算结果的影响变大的结论。在实例中验证了考虑热交换的通风网络解算的准确性,达到了井下特定地点风量准确计算的目的。     

解算矿井通风网路时对自然风压的处理方法

<正> 本文对解算矿井通风网路时自然风压的处理方法进行了初步分析,并用自然风压的“空气柱压力”法,对有自然风压的矿井通风网路进行了电算机解算。解算有自然风压的矿井通风网路分风问题,对分析矿井通风状态和自然风压的影响有一定的意义。一、解算矿井通风网路时,对自然风压的处理方法矿井自然风压的计算,通常采用空气密度法,矿井通风网路中,任何一个回路的自然风压都可用下式计算:     

基于节点压能的网络分风算法

网络分风算法一直是进行通风网络解算研究的重要内容,运用计算机进行网络解算的快慢受到分风算法的限制。传统的回路法、节点法由于要进行回路或迭代加速系数的计算,程序复杂,对于大规模网络计算时间较长。采用基于节点压能的网络分风算法避开了回路和迭代加速系数的计算,具有风量初始值任选,迭代次数少等优点,结果精度符合实际要求,对通风网络解算研究具有指导作用。     

计算机通风网络解算在矿井安全生产中的应用

矿井通风系统网络解算是"一通三防"安全管理的重要组成部分,矿井通风系统设计,通风系统的优化、改造,主要通风巷道贯通等方案的确定都离不开准确的通风网络解算。应用计算机通风网络解算软件解算复杂矿井通风网络,解决了人工解算烦琐、费时、易出错等问题,能快捷、准确、直观地解算多风井复杂通风网络,为煤矿安全生产快速决策提供科学依据。     

基于WebGIS技术的通风网络解算的研究与应用

针对目前国内外风网计算方法都是侧重于单机模式的计算,提出一种基于WebGIS技术的高性能通风网络解算的设计方法,并对开发完成的功能、风网解算的实现过程进行了简单的描述。     

微机在通风解算中的应用

手工解算矿井通风网络不但工作量大,耗费时间长,而且计算精度低,对于较为复杂的通风网络更是难以解算。为此,我们用BASIC语言编写了井下通风网络解算软件。该软件是在IBM-PC/XT微型计算机上开发的,它能够根据井下通风网络分布情况、固定风量及给定条件确定或解算各风道风量、分风问题和通风机的工况点。其特点是配有汉字提示、操作方便、速度快。下面从数学模型、解算过程和使用方法等方面加以介绍。     

基于MATLAB的两种通风网络解算方法的编程及实现

介绍了通风网络解算的数学模型及拟牛顿算法,针对计算通风网络回路分支风量的——拟牛顿法和直接非线性方程组求解法,应用MATLAB软件编程实现,并给出了实例解算过程及源程序。这种方法能够方便的进行通风网络解算,为通风网络优化计算提供了一种有效的方法。     

复杂通风网络的非稳态数值模拟系统开发

为了正确设计计算矿井通风中的各种参数,优化通风网络系统,研究开发了用于巷道通风网络的非稳态模拟解算系统。该系统可对复杂的通风网络,随时间变化预测解算巷道内的风量、温度、湿度、风阻、风速等通风参数。该系统的特点是考虑了巷道外气候的季节变化,采用差分法计算巷道壁面对气流热传递及巷道围岩内的温度分布。给出了一个巷道内有发热体的网络模型,以自然通风条件使用某矿井的1年间季节变化的实测数据,解算网络各种通风参数及除热量,评价了模拟系统的正确性。所开发的数值模拟系统不仅适用于强制通风网络,也适用自然通风网络的模拟解算。     

矿井通风网络三维仿真模型

针对大型矿山巷道众多、通风状况复杂、多变的特点,采用了一系列新的思路和算法,包括空间三维实体和二维图形相互转换的算法、通风网络解算算法,解决了矿井通风网络三维仿真图形的创建、自动标注以及矿井通风自动解算等问题,建立了通风网络三维图形变换和三维实体生成模型,仿真数据模型以及通风网络解算数据模型三大模型,实现了矿井通风网络三维仿真和风网解算的高度智能化与自动化,为矿山通风网络三维仿真系统的建设奠定了理论基础,为矿山的安全生产提供了技术保障。     

通风网络解算中自然风压处理

在通风网络中,通风机风压对应于一个巷道分支,自然风压对应一个闭合回路,因此二者在通风网络解算处理上差别较大。目前的通风网络解算软件要么没有考虑自然风压,要么在通风网络计算处理上有误。针对此,在导出通风网络解算公式一般形式的基础上,给出了自然风压向量的定义和求解通风网络的基本回路自然风压定理,解决了在通风网络解算中自然风压的处理问题。最后,根据相关的通风网络解算软件在煤矿中的实施经验,给出了应用基本回路自然风压定理的两个方法:估算法和参数监测法。     

3DMine支持下的风网解算基础数据处理方法及应用

在矿井通风网络解算中,解算数据准备繁琐和纠错困难一直是突出问题。利用3DMine矿业软件提供的二次开发接口进行程序设计,实现了矿井通风网络自动编号与相关数据提取功能,并在云南某矿山通风设计中得到了验证。应用实例表明,此功能的实现,可以简化解算步骤,提高解算效率和准确性,使网络解算和纠错困难的状况得到根本改变。     

含自然风压通风网络的自动解算及应用

矿井自然风压作为矿井通风动力的重要组成部分,与通风系统和通风网络密切相关,随着煤矿产量和开采深度的增加,矿井自然风压对通风系统的作用会越来越大。为了快捷预测、计算和分析矿井自然风压及其对通风系统的影响,运用流体静力学、热力学,结合通风网络解算算法,得出了矿井自然风压实时计算算法。结合晋煤集团长平煤矿实际矿井,得出了不同温度、压强条件下,含有自然风压的实时通风网络解算结果。实例表明:该算法能够进行含自然风压通风网络的自动解算,能够快捷、实时计算得出含自然风压实时通风网络解算的结果,为确保通风系统稳定可靠运行提供技术支持。