烘干过程的数值模型与数字仿真

利用中心差分法将回旋窑烘干过程的数学模型变换成数值模型。它可表示为具有分裂边界条件的藕合非线性二元三对角阵系统。所设计的算法可获得较精确的数值解,实现了该过程的数字仿真。从而,将Douglas算法成功地推广到解具有两端突变值边界条件的系统问题。试验表明,本算法和程序通用性强,便于输入变量的改变。对于不同尺寸的回旋窑都同样有效。     

试验模型与烘干过程的动态分析

通过各种阶跃输入下的开环响应试验,对烘干过程的动态特性作了调研。并将复杂的数学模型近似地转换成多个用于控制系统的线性简化模型。然而,过程本身的非线性,使所得的模型适应性差。即改变工作点将导致特性的改变或模型的重建。进一步通过模型参数在线估计将消除这种局限性。就此意义来说,非线性系统的在线辨识相当于系统的准线性化或连续线性化过程。     

试验模型与烘干过程的动态分析

通过各种阶跃输入下的开环响应试验,对烘干过程的动态特性作了调研。并将复杂的数学模型近似地转换成多个用于控制系统的线性简化模型。然而,过程本身的非线性,使所得的模型适应性差。即改变工作点将导致特性的改变或模型的重建。进一步通过模型参数在线估计将消除这种局限性。就此意义来说,非线性系统的在线辨识相当于系统的准线性化或连续线性化过程。     

模型参数估计法与烘干过程辨识

模型参数估计LS和IVLS法在回旋窑烘干过程的开环辨识中都得到了应用和推广。试验证明IVLs法是处理具有检测噪音的系统非常有效的辨识技术。运用反复试凑来确定最佳辨识的方法,详细分析了非线性问题。由于将对象从整个系统中分离出来,一定意义上讲,这并非真正的在线辨识。然而,它能为闭环辨识或自适应控制提供所必需的信息。故仍不失为将系统投入闭环运行前不可缺的重要步骤。     

模型参数估计法与烘干过程辨识

模型参数估计LS和IVLS法在回旋窑烘干过程的开环辩识中都得到了应用和推广。试验证明IVLS法是处理具有检测噪音的系统非常有效的辩识技术。运用反复试凑来确定最佳辨识的方法,详细分析了非线性问题。由于将对象从整个系统中分离出来,一定意义上讲,这并非真正的在线辩识。然而,它能为闭环辨识或自适应控制提供所必需的信息。故仍不失为将系统投入闭环运行前不可缺的重要步骤。     

切削颤振过程的微机数字仿真

本文基于机床颤振的非线性理论模型,以微机数字仿真研究了金属切削过程的动态特性,得出了机床颤振的振幅稳定性、有限振幅不稳定性等一些不同于传统的线性理论的新结论.有实际意义的结论是:颤振振幅和切削用量有着密切的关系,因而合理调整切削用量能有效地抑制颤振的振幅.特别重要的发现是:抑制颤振并不一定要求以牺牲生产率为代价,有时增加切削负荷反而有利于抑制颤振.     

脆性材料剪切过程的数值仿真与试验验证

乏燃料组件剪切是乏燃料后处理的关键步骤,但由于其具有较高的放射性,科研试验中常采用由不锈钢和脆性材料组成的模拟组件来替代。针对脆性材料采用Drucker-Prager模型与Shear Damage模型相结合建立剪切本构模型,并选取脆性材料的典型代表砂浆进行剪切试验验证,通过对砂浆基体块进行加载速度为5,20,30,40,50 mm/s的剪切试验,验证了数值模型的正确性。并研究了其弹塑性变形、裂纹萌生、裂纹扩展和断裂分离的全过程,以及过程中受力变形情况。研究结果显示剪切力随速度的增加在一定范围内波动,剪切力随间隙的增大呈现先增大后减小的趋势。     

电容式电压互感器的数字仿真模型

对速饱和电抗器型电容式电压互感器 (CVT)的各种状态 ,即空载状态、正常负载状态、一次侧短路故障状态及二次侧短路故障状态建立了数学模型 ,并由合适的数字积分方法建立了CVT各状态相应的数字仿真模型 ,根据所建立的数字仿真模型可方便地在计算机上实现CVT的数字仿真并按国标 (GB470 3 )对CVT的暂态特性进行仿真研究 ,对一个实际CVT仿真的结果说明所建立的数学模型和数字仿真模型是正确的     

低矮房屋模型风压试验与数值仿真对比

运用Fluent仿真软件在不同风向角下对德州理工大学(Taxas Tech university, TTU)实验屋标准模型进行数值模拟,并利用尖劈和粗糙元在风洞中模拟B类风场,对比例为1∶15的缩小刚性TTU模型进行风洞试验,测量不同风向角下模型中轴线上风压系数,得到忽略洞壁阻塞影响的压力分布规律.试验结果表明:风洞试验数据与数值模拟结果在不同风向角度下均较为吻合,其变化规律与同类试验数据一致.与Transition k-kl-ω转捩模型相比,采用两方程k-ε模型可获得较优的预测结果.与同类实测数据相比,本文风洞试验测量的低矮建筑风压数据具有较高精度,可为工程设计提供相关试验参考.     

镍闪速熔炼过程数值仿真

采用数值模拟软件对国内某大型镍厂闪速炉内气相的速度、温度、浓度及不同粒径颗粒的速度和温度分布特性进行研究。研究结果表明：通过COMSOL软件模拟后,喷嘴喷入的混合气流入炉后发生膨胀,在闪速炉内形成涡流,并会向反应塔上部运动发生回流;氧化反应主要发生在离反应塔中心1.2 m区域内,在距塔顶5.59 m处氧化反应基本完成,且氧气未被完全消耗,沉淀池出口氧气体积分数为7.70%;喷嘴下方和反应塔中下部存在局部高温区域,反应塔中上部区域出现低温区域;小粒径混合物料颗粒与大粒径混合物料颗粒相比受气体影响程度较大,达到的最大速度更大,且由于着火点低,温度上升较快,控制混合物料颗粒粒径在60～80μm之间熔炼反应效果较好。     

单锚的力学模型与数值仿真试验分析

评述了国内外预应力锚固的力学机理与力学模型的研究现状和发展趋势，及分析模型的思路和方法，应用作者提出的接触摩擦界面单元，分析模拟锚索，浆体与岩体界面之间的相互作用和耦合效应，分析中首次考虑了预应力对岩体损伤张量的影响，对单锚的力学机理加固效果进行了系统的数值仿真试验分析研究，得到了许多对工程有益的结论与启示。     

石灰炉炉内过程数值仿真

运用物料平衡和能量平衡关系,建立了石灰竖炉炉内反应与传热过程的数学模型与计算方法;利用现场检测和测定的各种参数,针对某厂4m×2lm(直径×高)石灰竖炉的炉内过程进行了具体的数值仿真计算与优化,研究了各操作参数对石灰石煅烧过程的影响规律;并据此提出,该石灰炉的最优操作条件为焦比0．075～0．078,空气过剩系数1．05～1．10,下料量15～18t／h;在此条件下,预热带、反应带、冷却带"三带"的长度比将接近211的最佳结果．     

超临界直流锅炉蒸发过程的模型与仿真

为了统一并简化超临界及亚临界压力下直流锅炉蒸发过程的数学模型和动态特性计算 ,提出整体线性化二次建模方法。该方法中 ,根据最新的水和水蒸汽计算公式(IAPWS- 97) ,将蒸发受热面统一划分为过冷水段 ,过渡段和过热蒸汽段。所建的三段模型不但成功地避免了超临界工况与亚临界工况间的模型切换 ,而且消除了由区段划分欠妥所引起模型刚性无限加剧问题 ;相应的整体线性化二次建模方法也具有形式简洁、编程容易、通用性强的优点。通过模拟一个 6 0 0 MW超临界直流锅炉验证了新方法的准确性。     

双回高压输电线数字实时仿真模型及数字积分

提出了双回高压同杆输电线正常运行状态的一种分布参数模型，并给出了它的一种适合于实时仿真的数字积分法，作者应用这种模型和数字积分法对一个具体的数字例子实现了实时仿真，仿真结果说明作者提出的模型是正确的，所选用的数字积分法是合适的。     

露天矿数字开采过程仿真及其应用

 为了实现露天矿三维数字化虚拟开采,提出了一种基于层间组合和定位显示技术驱动开采模板、动态切割实体模型的数字开采方法。在建立露天矿数字化三维地形模型、三维地质模型的基础上,根据矿山工程发展状态及几何约束关系,定义了以台阶为单元的分层式开采模板和驱动开采模板,从而实现露天矿的开采过程仿真。以不规则实体构模技术及实体间布尔切割运算技术作为矿岩量快速分类计算的技术手段,快速形成多个开采方案,使多方案设计对比择优成为可能,提高了采矿设计的速度和质量。研究结论为露天矿进行长远规划及定制长期计划提供了技术支撑。     

烘干过程自适应控制系统设计

用自校正调节器(STR),可获得回旋窑烘干过程的最佳性能控制。无疑,在线辨识是自适应控制的核心。设计步骤为在线模型参数估计和参数自整定。本文采用IVLs辨识算法和Dahlin控制算法。IVLS法的闭环辨识收敛更快,但对激发函数的幅值和噪音更为敏感。试验表明,非自适应运行将为自适应系统的投运提供必要的准备。     

固体氧化物燃料电池数值仿真模型的建立

基于COMSOL Multi-physics 5.3a仿真平台,建立三维模型对固体氧化燃料电池进行数值计算。考虑板式固体氧化物燃料电池单体内部的气体流动、组分质量分数、电化学反应过程,研究不同工况下的气体分布、电流密度和极化情况,分析电池长度、工作温度、进气成分对固体氧化物燃料电池工作性能的影响。研究结果表明:固体氧化物燃料电池入口处气体质量分数较大,电化学反应速率也较快;在高电流密度下,入口氧气的质量分数会显著影响电池性能,而在低电流密度下,氧气质量分数不是影响电池电压的主要因素;当电池工作温度升高时,电池内部很多参数会发生变化。     

烘干过程自适应控制系统设计

用自校正调节器(STR),可获得回旋窑烘干过程的最佳性能控制。无疑,在线辨识是自适应控制的核心。设计步骤为在线模型参数估计和参数自整定。本文采用IVLS辨识算法和Dahlin控制算法。IVLS法的闭环辨识收敛更快,但对激发函数的幅值和噪音更为敏感。试验表明,非自适应运行将为自适应系统的投运提供必要的准备。     

高速前掠翼模型低速纵向气动力实验与数值仿真

为了研究高速前掠翼飞机低速气动力变化特性,以一种NACA64A005高速薄翼型前掠翼翼身组合体模型为基本研究对象,包括相应后掠翼模型和细长边条前掠翼模型,开展模型纵向气动力低速风洞实验研究,模型攻角变化范围-4°~+36°,实验风速29 m/s,特征雷诺数4×10~5。结果表明:前掠翼模型与相应后掠翼模型升力和阻力变化特性基本相同;但前掠翼表现出较好的大迎角气动力性能发展趋势。翼根前加装面积仅为机翼面积5.2%的大后掠细长边条后,前掠翼模型升力特性和气动效率明显提升,33°迎角最大升力系数比基本前掠翼提高约40%。依据模型风洞实验实际条件,采用ICEM和FLUENT软件与雷诺时均N-S方程,进行前掠翼模型定常黏性空间流场气动力数值仿真,结果表明建模和边界条件设置合理,仿真计算能够支持分析风洞模型实验数据。     

基于MATLAB的泵站同步电机起动过程数字仿真

分析了泵系统起动动力学特性,从电机状态方程出发,建立了同步电动机起动过程的计算机仿真数学模型。利用MATLAB软件对电机的起动过程进行了详细仿真分析,作出仿真结果,经与试验结果比较,表明所建立的泵系统起动过程数学模型是正确的,此法可为大型泵站主机的选型及分析同步电动机的起动过程提供参考依据。