矿井风网雅可比矩阵对称特性及并行求解模型

为了提高矿井通风网络解算软件的可靠性和求解大型风网时的性能,研究了通风网络雅可比矩阵的对称特性,引入并行计算方法求雅可比矩阵与回路风量修正值。分析了牛顿法求解矿井通风网络的原理,发现并证明了通风网络雅可比矩阵的对称特性,提出用WTHXLDLWTBZT分解法求解回路风量修正值以有效减少每次迭代的时间。根据多CPU计算机的特点,研究了通风网络雅可比矩阵以及回路风量修正值方程组的并行求解模型。采用VC语言的多线程开发技术实现了通风网络的并行求解,通过两个算例验证了本模型的正确性与高效性。     

矿井通风网路解算的节点压力逐次修正法

本文介绍一种矿井通风网路解算的节点压力逐次修正法。该法克服了回路法解算风网时需要圈划回路、节点法解算风网时需要存贮大型系数矩阵等缺点,具有简化程序和减小存贮等优点,特别适合于现场使用微小计算机解决通风工作中遇到的网路解算问题。     

通路法调节复杂风网流量

针对回路法解算与调节复杂风网流量不方便、收敛速度慢甚至假收敛等问题,提出利用通路调节复杂风网流量方法。在建立通路矩阵、各分支阻力列向量的基础上,列出通路风压方程,用节点邻接矩阵法寻找通路。以基本阻力路线上的风压和作为标准值,调节其他各通路阻力。将通路矩阵、各分支阻力列向量按余树弦在前、树枝边在后的顺序进行排列,通过求解线性方程组,得到各余树边阻力调节量。用该方法调节复杂风网流量时,便于找出关键路线和主导分支,运算速度快、精度高,调控方案选择更广泛。     

基于回路风量法的矿井通风网络解算算法

基于当前矿井通风网络解算算法的不足,深入研究回路法、Scott-Hinsley和Seidel法,设计出一种能够快速解算复杂风网的算法,主要步骤包括确定风网结构、赋权边并选取最小生成树、圈划独立回路、进行网络解算。该方法用Kruskal法来选取最小生成树,思路清晰、易于理解,方便计算机程序的实现;用试探回溯法来圈划独立回路,对于反复出现的子问题,无需进行二次求解;用改进Scott-Hinsley法进行风量解算,计算收敛速度更快,提高了算法的执行效率。将该优化算法应用于“黄坊煤矿通风智能决策系统”迭代解算模块。结果表明：风量解算结果与实测值误差均小于5%,能满足工程应用要求,为矿井通风网络解算提供了一种新思路。     

解溶质运移问题的特征有限分析法

针对解溶质运移模型会出现数值误差的问题,结合特征线法求解对流问题和有限分析法能求单元解析解的优点,推导得到了求解对流扩散方程的特征有限分析格式。算例表明,该格式有较高的计算精度,是对有限分析格式的拓展。     

MATLAB在矿井通风网络解算中的应用

阐述了以通风三大定律为理论基础,以MATLAB6.0和VB6.0作为开发工具,将MATLAB强大的矩阵计算功能与VB在图形用户界面开发方面的优势相结合,大大简化了计算过程,提高了计算速度和优化了用户界面,从而为风网解算提供了新的计算机编程思路.     

基于回路风量法的复杂矿井通风网络解算算法

随着矿井通风系统变得越来越复杂，传统的解算方法已经难以满足风网解算的要求，寻找一种能够快速解算复杂风网的算法具有重要意义。对回路风量法的解算原理进行了系统深入的研究，分析了现有通风网络解算算法的局限性，提出了一种改进的Scott-Hinsley法。该算法具有收敛速度快、能解决含有单向回路复杂矿井通风网络解算问题；采用了无初值的回路风量法，便于快速地进行二次解算；运用BFS法改进了生成树的结构，并用双通路法快速圈划回路；实现了固定半割集下的通风网络按需分风，可自动按需分配风量；分析了单向回路造成回路风量法解算失败的原因，并通过修改搜索策略解决了含有单向回路的通风网络解算问题。     

解算矿井通风网络不收敛的一种处理方法

<正>用电子计算机解复杂矿井通风网络(下简称风网)时,为求解各弧(分支)自然分风量,一般都用斯考德-恒斯雷法,需经过的步骤有:(1)按风阻大小对弧排序;(2)选最小风阻树;(3)定独立回路矩阵;(4)初拟余树弦风量;(5)按(3)和(4)得树枝初拟风量;(6)算各独立回路校正风量△q,并校正该回路内余树弦风量;(7)返回(5),到最大的△q[用dq(1)表示]满足精度要求即停止计算、显示结果。为使初拟风量简单且通用,一般是:当已知风网总风量时,余树弦初拟风量为     

矿井通风网路解算及其可视化研究

本文综合运用了通风网路解算技术和科学计算可视化等理论,建立了通用的矿井通风网路解算及其可视化数学模型,开发了风网解算及可视化软件.该软件能够对矿井通风网路中风量进行自然分配和按需分配计算,在解算风网各个分支的同时,还能算出全矿井总的通风阻力、风量和风阻,并且支持复杂角联风路的解算.系统还实现了风网解算结果可视化显示、风机特性曲线的拟合及其可视化管理.矿井安全技术人员可以更方便、直观地修改通风网路和风机参数,初步实现了计算和数据管理的一体化,提高了矿山企业的通风管理工作的效率.     

变形分析的自由网平差计算

自由网平差和经典平差不同，其法方程式系数阵为降秩阵，解算比较烦琐。本文根据亏秩矩阵求逆过程中的一些特点，将亏秩问题转化为满秩问题，编制了自由网平差计算程序，较好地解决了这一难题。从而大大简化了计算。     

基于VB语言的矿井风网解算系统的设计

采用面向对象编程语言Visual Basic 6.0为开发工具,以Access为后台数据库,综合运用矿井通风网络图论等技术,建立了通用的矿井通风网络解算数学模型,编写了风网解算程序。该程序能够对矿井通风网络中风量进行自然分配和按需分配计算,达到了在已知风网各分支风阻、风机特性和自然风压条件下求解各分支风量的目的。实现了计算和数据管理的一体化,提高了矿山企业的通风管理工作的效率。     

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。     

用“二次方程”解风网

<正>一、独孔网求解对于独孔风网,除用逐次逼近法求解外,还可以应用二次方程求解.若使用得当,经一次计算就能求得精确解.如图1各风路风阻R_i(i=1·2……5)及进、出风网的风量Q_j(j=Ⅰ、Ⅱ……V)均已知,求各风路风量Q_t.     

矿山巷道通风系统的三维动态模拟

利用矿山巷道高程导线点数据与二维巷道地图数据,提出了三维巷道空间拓扑关系的自动建立方法和空间拓扑支持下的风网动态解算算法.矿山巷道通风系统的实现采用了开放源代码GIS软件技术与商业软件技术相结合的实施方案,实现了巷道数据的管理、网络拓扑的快速建立、通风过程的模拟求解、以及计算结果的可视化.其中,GDAL/OGR用于读写空间数据库,Boost Graph与MTL用于构建拓扑分析与风网解算的算法库,而ArcGIS Engine则用于矿井通风系统的可视化以及通风网络参数的管理.     

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     

矿井通风系统网路解算及优化的可视化研究

通过改进通风网路中的选回路算法,建立新的数学模型,采用面向对象编程语言VisualC+ + 和计算机图形学理论,研究矿井通风系统网路解算及优化的可视化.可视化系统能够对矿井通风网路中风量进行自然分配和按需分配计算,实现了风网解算结果可视化显示、风机特性曲线拟合与可视化管理、局部通风系统风量调节功能以及调节方案的生成和优化.软件系统通过这些功能的集成,有利于提高矿井通风效率,使矿井通风系统达到简单、可靠、安全、经济的目的.     

基于混合遗传算法的通风网络解算研究

通过论述矿山常用的风网解算模型,重点对风网解算模型和方法进行了分析,指出了其存在的不足和应用局限性,建立了通风网络的优化解算模型,并提出了一种基于混合遗传算法的风网解算新方法。该方法充分发挥了遗传算法的群体搜索和全局收敛性,有效地克服了经典风网解算方法对分支风量初始值敏感问题;同时在遗传算法中引入经典算法(最速下降法)作局部搜索,克服了遗传算法收敛速度慢和精度差的缺点。最后通过一个矿山风网实例验证(已被其它算法解算过),证明了本文设计的混合遗传算法是一个有着可靠的收敛性、较高的收敛速度和精度,是解算矿山通风网络的一种成功算法。     

通风系统的割集分析法

<正> 风网的数值解法有数十种之多,但基本上可以归纳为两类——回路(网孔)分析法与节点分析法。本文讨论另一类重要解法——割集分析法。一、割集及其有关概念在回路与节点分析法中,经常用到回路、基本回路、基本回路矩阵、节点、独立节点、基本关联矩阵等概念;相应的在割集分析法中,要用到割集、基本割集、基本割     

煤矿通风系统自动监测修复系统设计

针对通风系统风网解算数据的落后、时效性较差,无法及时对安全隐患进行有效报警,从而导致了火灾事故发生的问题,通过建立风网模型,设计通风自我监测修复系统,实现了数据实时监控,第一时间对异常数据进行报警、分析、处理,从而实现矿井通风系统自恢复功能.     

基于瓦斯流监测可视化的矿井风网实时解算

目前计算机解算矿井通风网络己被广泛应用于教学、科研和实际生产中.而大多数风网解算软件操作复杂,相对滞后.为了适应瓦斯流监测可视化系统实时监测的要求,在分析各种解算方法的基础上,运用Visual Basic程序设计技术以及结合SQL Server数据库管理功能实现了矿井风网的实时解算.