高含硫天然气管道泄漏扩散过程CFD建模

针对复杂地形条件下高含硫天然气管道泄漏扩散问题,建立基于Fluent的综合CFD仿真模型:计入管道瞬态泄漏质量和气体喷射对扩散的影响;利用DEM数据和曲线拟合方法建立三维地形模型;采用分区域的网格划分方法和近地面网格加密手段划分出全区域结构体网格;使用大涡模拟对气体扩散过程进行模拟.算例表明,该模型能够有效用于高含硫天然气管道泄漏扩散的精细分析,确定人员就地庇护范围、危险区域分布等重要参数,对于我国高含硫气田开发管道安全措施的制定具有良好的参考价值.     

基于EMICA-KRR的长输管道压力监测与泄漏定位方法

为解决长输管道压力监测过程中泄漏突发,难以实时预警并精确定位的问题,提出一种基于集成改进独立分量分析(EMICA)和核岭回归(KRR)的管道泄漏故障检测与定位方法.首先,建立基于EMICA算法的故障检测模型,提取并分离压力数据中的高斯信号和非高斯信号并构造相关统计量,实现故障信号分离与主分量选择;然后,根据EMICA模型获得的故障信号,进一步构造基于KRR算法的故障诊断模型,拟合数据得出故障信号压力变化幅值,实现泄漏信号的选择与泄漏故障的定位;最后进行TE(田纳西-伊斯曼)过程的数值仿真实验以验证算法的性能.仿真结果表明:EMICA-KRR算法拥有更良好的信号分离能力,可以准确识别泄漏故障信号并精确定位管段失效位置,克服了传统方法的低效、延时等缺点.     

基于地形裁减与DCSAS的反舰导弹飞行管道规划仿真

建立了导弹飞行管道规划问题的优化指标和约束条件,给出了对地理信息的提取和裁剪方法,建立了导弹飞行管道模型,通过引入搜索密集度概念,将SAS(SparseA*Search)算法改进为密集度约束SAS(Density Constraint SAS,DCSAS)算法,并分析了算法的复杂度,通过算法仿真证明了所提出的DCSAS算法与普通SAS算法相比具有明显的全局搜索优势,能够解决在复杂地形环境下进行反舰导弹飞行管道规划的问题.     

基于UML的管道虚拟仿真系统设计

基于面向对象开发过程，构造了管道虚拟仿真系统总体框架，建立了管道虚拟仿真应用子系统的需求分析与系统设计UML模型。从管道虚拟仿真系统OOA到OOD阶段，分别体现了软件复用的特点，能够实现在可复用的UML模型基础上进行过程工业的管道虚拟仿真系统开发。模型可重用性好，已得到实际应用验证。     

基于OpenGL的目标序列影像姿态仿真方法研究

详细探讨了OpenGL模拟成像特点,结合光电测量系统性能虚拟测试的需求,提出了一种基于序列影像的飞行目标姿态仿真方法,建立了运动特征仿真模型及解算方法,实现了目标运动轨迹与姿态变化的独立模拟,仿真出丰富多样的姿态变化特征。利用双站姿态交会测量算法对模拟影像姿态精度进行了检测,验证了仿真结果的可行性。该方法已有效应用于光电测量系统目标姿态提取算法性能的仿真测试。     

管道裂纹远场涡流检测的三维仿真研究

远场涡流检测技术具有内、外表面敏感度相同的优点,因而适合铁磁性油气长输管道中裂纹缺陷的无损检测.利用数值方法对远场涡流检测过程进行了仿真,给出了检测信号与裂纹几何尺寸之间的量化关系.首先,根据麦克斯韦方程组推导出3维远场涡流磁场分布的教学表达式.然后,由ANSYS软件建立3维远场涡流有限元仿真模型,并分析磁场在管壁内的分布特性.最后,通过3维仿真模型估计轴向裂纹的几何尺寸参数(长度、深度、宽度)对远场涡流检测信号的影响,并就它们之间的对应关系展开讨论.仿真结果为实际管道裂纹检测器设计、远场涡流探头的优化和裂纹量化评估提供了有效参考.     

基于模糊神经网络的混合动力汽车控制策略仿真

为保证多能源系统转矩的合理分配,建立了模糊逻辑控制模型,并采用ANFIS优化算法,对建立的混合动力汽车模糊控制模型进行优化。通过对ANFIS神经网络模型进行训练、测试和仿真分析,结果表明:模糊控制模型的隶属函数得到了优化,将优化模型应用于整车仿真,与模糊逻辑控制策略相比,燃油经济性提高5.4%。     

视觉伺服空间机器人运动硬件仿真研究

对空间机器人操作臂与安装平台之间耦合关系进行了分析,建立了空间机器人各关键部件的模拟器,并组建起硬件仿真试验平台.基于该平台对空间机器人运动控制特性进行了研究,建立了基于视觉反馈的运动规划算法和关节电机闭环控制模型.对仿真过程中的延时环节进行了分析,并采用Smith预估的方法对系统延时进行了补偿.系统自主捕获仿真试验试结果表明,所采用运动控制算法能够稳定收敛于目标,仿真平台能够较好的完成对机器人控制和通讯能力的模拟测试及系统控制算法的验证.     

基于定性推理的开关∕继电器电路故障诊断

为实现开关/继电器电路的故障诊断,考虑将人工智能中的定性推理技术应用于电路故障分析。通过建立简单直观的权值电阻网络形式的电路定性模型,并研究了相关的算法进行静态、动态的定性仿真,再根据仿真结果判断系统是否发生故障,并利用元器件的状态信息通过推理方式实现故障定位。最后以某大型测试设备紧急断电电路为例进行了分析,结果证明了所述方法的可行性、有效性。     

基于定性推理的开关/继电器电路故障诊断

为实现开关/继电器电路的故障诊断,考虑将人工智能中的定性推理技术应用于电路故障分析.通过建立简单直观的权值电阻网络形式的电路定性模型,并研究了相关的算法进行静态、动态的定性仿真,再根据仿真结果判断系统是否发生故障,并利用元器件的状态信息通过推理方式实现故障定位.最后以某大型测试设备紧急断电电路为例进行了分析,结果证明了所述方法的可行性、有效性.     

系统思想在管道运输泄漏监测、精确定位中的应用

从开放系统能量交换的角度,依据网络图论中的连续性原理,运用一体化建模／仿真技术对管道运输泄漏监测、精确定位进行了研究． 提出了一种新的泄漏检测、精确定位方法——压力点分析（ＰＰＡ）法和采集数据与实时仿真相关分析法相结合的方法．     

基于FTA油气长输管道失效的模糊综合评价方法研究

介绍了由故障树分析和模糊综合评价相结合的油气长输管道失效的研究方法.故障树分析方法能找出影响油气长输管道失效的共性因素,但较难分析实际运行管道存在的个性因素和不确定的因素(即模糊因素).文中在故障树方法所提供的评价因素集和权重集的基础上,利用模糊综合评价方法对油气长输管道失效进行更为客观的评价.以某输油管道为例列举了该方法的步骤,计算结果表明FTA和模糊综合评价的集成方法合理、易于工程应用,评估结果更符合客观实际.     

基于EMD-PSR-LSSVM的城市燃气管网短期负荷预测

城市燃气管网短期负荷预测对燃气调度系统的安全与稳定具有重要意义. 为了提高城市燃气管网短期负荷预测精度,建立了基于经验模态分解(EMD)-相空间重构(PSR)-最小二乘支持向量机(LSSVM)的组合预测模型. 首先,运用EMD算法把原始非线性时间序列分解为互不耦合的模态分量,并采用PSR算法确定LSSVM建模中各个分量的输入输出结构; 其次,运用PSO算法对LSSVM建模中的参数进行优化,使用训练好的LSSVM模型对各个IMF分量进行回归预测; 最后运用该组合模型对郑州市燃气管网负荷进行短期预测.结果表明:与LSSVM回归预测和BP神经网络预测模型相比,本文提出的组合模型的预测精度更高,是一种更为有效的城市燃气管网短期负荷预测方法.     

基于突变级数法的油田管输建设工程项目环境风险评价

油田管道建设工程项目一般跨越空间范围较广,涉及的环境要素多,油品介质一旦发生泄漏其造成的环境污染后果是十分严重的,因此当前油田管道建设工程项目环境风险评价已成为国内外学术界所关注的一个热点。本文应用突变理论及突变级数评价法对自然环境因素、社会环境因素、交通环境因素三大要素进行分类,识别环境风险,确定风险等级,构建了管输建设环境风险评价驱动力因素指标体系以及管输建设环境风险评价突变模型。以陕北安塞——永坪管输工程项目为案例进行了实证研究,结合实测数据,得出影响管段风险重要度排序,指出其主要影响因素,提出相应的治理措施。     

多类对象非线性流水线的无冲突调度规划

本文提出一种为多类型对象服务的非线性流水系统的调度规划方法。该方法给出冲突矩阵表示对象流入流水线的限制，通过启发式搜索寻找面向目标优化的调度策略。获得的调度策略能满足服务过程无冲突无阻塞的要求。     

煤气管道服役期预估神经网络模型的建立与应用

神经网络模型具备的针对大量无规则数据自学习的能力,适于解决城镇煤气管道布局复杂、影响因素众多、服役期限难以计算的问题。基于BP神经网络算法建立的煤气管道年限模型,经过训练对比,选择了最优的BP网络模型,结合共轭梯度法,改进了该算法收敛慢、易出现震荡的问题,实现了对城镇管道漏损的定量分析,结合某市煤气管道漏损的实际案例验证其可行性,满足预估管道服役期限的工程要求。     

基于天然气管网的可压缩流模型与应用

基于天然气管道网络的实际数据，通过改进的最小费用流规划模型，提出并构建了一种“以销定产”的天然气管网优化输送模型，并计算得出优化输送方案。研究过程发现，“近似模拟”和“类比优化”是一般常用的两类可压缩流优化方法，计算结果表明了应用规划模型解决可压缩流问题的有效性，同时也有别于一般常用方法。     

大型天然气管网仿真模型及其求解技术研究

对任意拓扑结构的天然气管网进行了有效地表征并建立了气体在管网内流动的动态数学模型,引入泰勒公式对数学模型进行了线性预处理,综合运用"蛙跳"和"迎风"的求解策略,有效地解决了水力系统和热力系统在复杂水力条件下产生的振荡、锯齿等不稳定问题,奠定了大型天然气管道仿真软件产品国产化的基础。以此基础开发完成了天然气管道仿真软件,经与商用管道仿真软件SPS比对表明,该软件计算结果精度高、易用性强和效率高的特点,具有很强的工程应用价值。     

管廊复杂网格参数化算法及其大规模在线渲染

随着WebBIM(Web Building Information Modeling)技术的大力发展,建筑模型的复杂度与构件数量呈几何倍数增长,其中管廊复杂网格是影响模型轻量化和在线渲染速率的一个关键性问题。为有效减少管廊复杂网格模型的数据量及复杂度,针对一般圆柱体形管廊,复杂网格的弯管管廊模型及中空管廊网格模型,提出了一套轻量级参数化算法。该算法对场景中的管廊模型进行参数化重绘并辅助以多细节层次等视觉优化手段,以减轻WebBIM场景中的管廊模型渲染负担,其在拥有大量管廊模型的场景中应用成功,具有较强的工程实践意义。