制冷系统的综合优化控制模型

建立了制冷系统的多输入多输出模型，系统模型中包含了用集总参数和相移动边界法建立的热交换器动态模型，以及压缩机和膨胀阀的稳态流动模型，在以模型为基础的各种智能控制方式中，所建立的系统模型对制冷机控制具有通用性，它能完整地反映制冷系统的多输入多输出关系，并能从模型仿真中获得系统参数之间的动态关联，从而根据分析结果采取相应的控制对策，因此它不仅是进行整个系统综合优化控制的基础，也可以针对所选定的受控参数和控制方式对制冷系统实施最佳控制。     

660MW机组湿法烟气脱硫喷淋塔的简化模型及仿真验证

以某火电厂660MW机组石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统为对象,在研究脱硫塔内气液传质、化学反应机理及进行合理简化假设的基础上,采用集总参数法和模块化建模方法,建立了其喷淋式脱硫塔的动态数学模型;通过稳态检测和动态扰动试验验证了模型的正确性,为开发该电厂脱硫系统实时培训仿真模型奠定了基础.     

节温器对发动机热系统动态性能的影响

节温器非线性动态特性与发动机热系统延迟效应相互作用,使系统动态特性复杂。在建立节温器、散热器及发动机等部件集总参数模型的基础上,利用质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本控制方程,建立了描述热系统复杂动力学过程的数学模型,发展了相应算法,并利用该方法对发动机冷起动过程的热系统动态特性进行了仿真计算和对比分析。研究结果表明,节温器的布置方式和时间延迟、温度偏移等热特性对发动机热系统动态性能影响显著。     

基于机采和集油系统整体能耗最低的集油参数优化方法

将环状集油环上的抽油机井与集油管网作为研究对象,基于多相水平管流模型和抽油机井动态参数的仿真技术建立集油管网压降、抽油机井井口油压与集油系统掺水参数关系的仿真模型及抽油机井输入功率、油井产量与井口油压之间关系的数学模型,即抽油机井输入功率、油井产量与掺水参数之间关系的数学模型。分别以集油和机采系统总能耗最低、集油和机采系统效益最大为优化设计的目标函数,建立集油系统掺水参数优化设计的数学模型。结果表明:井口油压对抽油机井输入功率与油井产量有显著影响;掺水温度与掺水流量对集油和机采系统总能耗、总效益具有显著影响,将机采与集油系统作为整体优化可显著提高系统整体经济效益。     

变流量工况下的散热器动态仿真

为研究计量供热系统散热器在变流量工况下的动态特性,建立了散热器动态仿真模型。考虑了水流经散热器时的流动延迟,利用Lagrange法的思想,建立了流动过程、滞流过程、过渡过程的微元模型;利用Euler法建立了散热器集总模型;考虑散热量与室温的耦合关系,结合房间温度模型,进行联立求解。北京及天津2个小区采暖系统的测试结果与模拟结果吻合较好。该模型可用于变流量供热系统的节能分析。     

新型发动机被动液阻悬置动态特性分析

为分析某新型被动液阻悬置低频和高频的动态特性,建立了该悬置的集总参数线性模型,并利用键合图模型建立了线性和非线性状态方程,仿真特性曲线与试验结果基本吻合,表明所建立的液阻悬置模型能够较精确分析该悬置的动态特性.同以往悬置的动态特性相比,该悬置具有良好的频变幅变特性,拓宽了以往被动液阻悬置高频的使用频率,改善了悬置的动态特性.     

单相受热管的移动参数模型

集总参数模型建模简单,实时性好,广泛用于实时仿真中,但其动态精度较低。为了提高单相受热管的集总参数模型的动态精度,通过对单相受热管的传热过程进行研究,并结合集总参数模型的建模机制,提出了"移动参数"模型。在这个模型中,集总参数不再是管段出口参数或者是进出口参数的算术平均值,其位置将随着入口焓扰动的发生和传播而移动。对该模型的动态响应特性进行了仿真研究。结果表明,这种模型更加符合单相受热管的动态传热过程,修正了通用的集总参数模型的过度简化,更好地反映了对象的分布参数特性。     

三股流高温紧凑板翅式换热器的性能分析

建立了三股流紧凑板翅式换热器的动态数学模型.在分布集总参数方法和容阻特性建模技术的基础上,建立了该紧凑板翅式换热器的仿真模型.所建模型详细考虑了流体物性沿换热器长度方向上的变化,能满足系统快速动态仿真的需要,并能反映分布参数特性.稳态特性表明,沿长度方向流体的密度、速度和热传导率变化幅度较大,比热容变化较小;动态特性表明,该换热器具有一定的惯性延迟时间,这将为控制系统的设计和优化提供参考.     

选择性催化还原脱硝反应器数学模型及仿真

针对国内选择性催化还原(SCR)脱硝技术尚未成熟,对SCR反应器中主要的化学反应建立了集总参数动态数学模型,其中分别建立了催化剂表面NH,的吸附-解吸附质量平衡模型、反应器中各气体成分的质量平衡模型以及总体能量平衡模型.利用MATLAB仿真语言工具开发了SCR反应器的动态仿真模型,进行了模型的稳态计算.并在仿真模型的基础上进行了NO;浓度、温度扰动下的仿真试验,试验结果趋势正确,分析结果表明建立的数学模型具有较强的实用性.     

固体氧化物燃料电池的容阻特性建模与仿真

为了较好地对固体氧化物燃料电池(SOFC)进行快速动态仿真,建立了一维内重整SOFC的数学模型,在容阻特性建模和分布集总方法的基础上,对复杂的偏微分方程组进行了适用于快速仿真的一般差分方程组的转换,并建立了模块化的SOFC仿真模型.该模型考虑了气体属性沿电池长度方向的变化,能反映燃料电池的分布参数特性,并可满足实时动态仿真需求.仿真结果表明,容阻特性的建模方法在燃料电池系统中是可行的.     

复杂孔隙结构碳酸盐岩储层建模--以伊拉克米桑油田群B油田M组为例

伊拉克米桑油田群B油田M组为一套复杂孔隙结构缓坡碳酸盐岩台地相储层,受成岩作用影响非均质性强,单井产能差异明显。为了表征优质储层在三维空间的展布,指导新井井位部署,在采用流动层段指标法(FZI)对取心井进行岩石类型划分,通过“决策树”算法实现岩石类型由取心井到非取心井的推广的基础上,基于传统碎屑岩“相控建模”思路,将每类岩石类型定义为一种“沉积-成岩相”,建立三维岩石类型模型,进而根据相控约束建立孔隙度模型,基于岩石类型划分确定的孔渗关系建立渗透率模型,考虑M油藏表现为低阻高矿化度的特征,采用J函数建立了饱和度模型。结果表明,采用岩石类型协同建立的属性模型用于数值模拟,未做历史拟合的情况下,压力、含水率和日产油等指标与历史数据吻合率高达67%以上,表明地质模型能够体现地下油藏的真实流动状态。这种方法对于埋藏较深、成岩作用较强、低电阻率及高矿化度的碳酸盐岩油藏尤为适用。     

基于BP和GA的微晶玻璃点磨削表面硬度数值拟合

通过低膨胀微晶玻璃的高速点磨削实验,测试了加工表面硬度,分析了表面硬度随工艺参数的变化趋势.基于BP神经网络算法与单因素实验值,通过最小二乘数值拟合,建立了点磨削低膨胀微晶玻璃表面硬度与各工艺参数关系的系列化一元模型,以决定系数检验模型的精度,结果表明模型具有较高的可靠性.通过单因素一元模型分析,提出了低膨胀微晶玻璃表面硬度与工艺参数关系的多元模型.在正交试验的基础上,基于遗传算法对多元模型进行了优化建模求解.通过验证实验检验了模型的精确度,结果表明,多元模型具有较高的可靠度.     

渤海L油田早期注聚效果评价方法研究

目前对于早期注聚效果的评价没有成熟的方法,增油降水的效果基本依靠动态分析方法评价,由于早期注聚与晚期注聚的很大不同,造成动态分析方法在评价早期注聚效果方面存在很大的局限性。本文引入一种早期注聚效果评价的新方法,运用数值模拟技术对渤海L早期注聚效果进行全面的评价,建立高精度历史拟合的数值模型,并建立假想的水驱模型,使之与实际模型对比,结果表明,通过数值模拟法计算的增油量与动态分析法相比更加精确,原因是数值模拟法排除了各种措施带来的干扰,且考虑了油田的递减规律。另外建立了不同含水时机注聚的模型,通过分析认为,目前渤海L油田实行的早期注聚在各方面相较其他含水时机注聚具有很大优势。     

拉深翻边复合成形工艺参数多目标优化设计

通过对拉深翻边复合成形工艺设计中的失稳方式进行理论分析和模拟仿真,建立了破裂、起皱和厚度不均3个目标函数.针对各成形质量目标相互关联而无法同时达到最优的特点,提出一种基于多目标优化技术的综合优化方法.以空调外机面板为例,经试验设计和基于Matlab的数据处理技术构建响应面模型,采用改进的快速分类非支配遗传算法对模型进行全局寻优,获得了一组最小化成形缺陷的非劣解集.结果表明,该多目标优化模型具有较好的优化效果和工程实用性.     

海洋数值模拟中的伴随数据同化方法

从伴随方程的推导、伴随数值模型的构造以及伴随数据同化中的最优化方法3个方面对伴随数据同化基本理论的研究现状进行了较为系统的归纳和评述;从优化初始状态、优化模式中不确定参数和优化开边界条件等3方面,综述了伴随法在海洋数值模拟中的应用.最后讨论了伴随法在海洋数值模拟应用中存在的问题,指出,对于伴随法用于数值模型的参数优化,只能对其在物理意义范围内进行适当调整和估计,而不能背离物理背景使目标函数最优.     

夹层分布对小层等效渗透率表征的影响

夹层是指小层内部非渗透层和特低渗透层。夹层在层内对流体流动起到不渗透夹层作用,直接影响小层的渗透率,从而会影响到油藏开发动态特征和产能计算;因此需要明确层内夹层分布对等效渗透率表征的影响。针对层内不连续平行分布夹层,首先通过物理实验研究明确了层内夹层分布对小层局部区域渗透率的影响;同时得到了计算层内均质储层和非均质储层小层等效渗透率的计算方法;然后通过建立与室内均质夹层物理实验模型类似的油藏数值模型,基于两者结果对比分析,得出采用油藏数值模拟方法研究夹层分布对等效渗透率的影响是满足精度要求的;最后通过数值模拟方法研究,得出了层内夹层分布位置、夹层个数与夹层分布方式对小层等效渗透率的影响规律。     

光固化快速成型过程中零件变形的数值模拟

在对光固化快速成型过程中零件层间相互作用的力学行为进行分析后,提出了以固态降温收缩来模拟液－固收缩伯思想,据此建立的逐层累加的等效力学模型用作有限元分析,可借助ANSYS软件进行加工零件的应力、变形分析和预测,试验结果表明：以该力学模型计算出的结果与试验结果一致,可以很好地模拟光固化快速成型零件的翘曲变形,并由此改进零件的制作方案,如生长方向的选定,支撑的添加等。     

发输配全局状态估计

为了弥补传统状态估计中发输电系统和配电系统相互独立的局限性,提出了发输配全局状态估计这一新课题。它以全局电力系统为研究对象,能估计出一体化的发输配全局电力系统状态。建立了数学模型,构造了全局状态估计主从分裂法,自然地将规模庞大的全局状态估计问题分解成发输电估计和一系列小规模的配电估计子问题,发输电和配电可以采用不同的估计算法,能支持在线分布式计算。理论分析和数值试验结果均表明新方法具有良好的计算性能,能满足全局状态估计的要求。     

基于微平面模型和正则化的脆性岩石损伤破裂模拟方法

为解决有限元计算在模拟脆性岩石损伤过程方面的网格依赖性问题,本文基于微平面模型和正则化方法建立了改进的微平面损伤模型,将单轴压缩条件下的岩石实验结果与数值模型进行了对比.引入不同非均质系数对三点弯曲岩石试样的损伤发展进行模拟,结果表明非均质系数越高损伤区域越集中.此外,通过引入高阶梯度正则化方法对不同特征长度的三点弯曲实验进行数值模拟.特征长度为1mm时,在不同网格尺寸下的正则化微平面模型的损伤演化结果基本相同,而没有采用正则化方法的微平面损伤模型在不同网格尺寸下出现明显的网格依赖性.最后,通过对比普通模型和正则化模型的载荷-位移曲线,发现网格密度对采用高阶梯度正则化后的微平面损伤模型损伤演化影响较低.     

具有成批到达和二次可选服务的Geom~x/G/1排队

在经典Geom/G/1排队系统中引入成批到达和二次可选服务,研究了一个具有成批到达和二次可选服务的Geomx/G/1排队系统.通过引入广义服务时间,运用嵌入Markov链的方法研究了该排队系统的各项指标,得到了其稳态队长及等待时间分布的母函数,并给出了该模型的两个特例.