铝厂通风模拟的虚拟现实研究

针对铝电解厂房的自然通风问题，以东北大学虚拟现实和系统仿真中心的虚拟现实立体投影系统为平台，研究Fluent数值模拟结果的三维立体可视化虚拟显示。在CFD三维立体显示过程中，引入了虚拟现实技术，利用Fluent软件包对厂房的通风状况进行数值模拟和结构优化，其结果经过格式转换等处理导入到VR软件，并借助输入和演示设备，进行人机交互和立体显示，从而实现虚拟现实的功能。该技术解决了Fluent数值模拟的立体显示问题。     

高温竖窑煅烧区的燃烧数值模拟

利用Fluent的前处理软件Gambit建立了高温竖窑煅烧区的几何模型,并利用Fluent软件进行了数值模拟。采用标准的k-ε湍流模型、一般的有限速率模型以及P-1辐射模型进行模拟,成功地计算出燃油燃烧的温度场和浓度场分布情况,验证了数值模拟所用模型和数值模拟结果的可靠性,为研究炉内燃烧状况和实际生产运行中工艺参数的调整提供了依据。     

高温金属矿井巷道掘进中组合压冷风筒布位对降温效果的影响

为量化研究高温掘进巷道在双压入抽压混合通风中设备布置对降温效果的影响规律,利用Fluent计算流体力学(CFD)软件对掘进巷道通风降温进行数值模拟.首先,建立双压入混合通风三维模型,利用Fluent软件对模型进行边界条件及求解器参数设置;其次,设置3组压入风筒2不同布置位置的对比试验进行数值模拟;最后,分析双压入抽压混...     

蜂窝蓄热箱内高温烟气流动过程的数值模拟

应用多孔介质模型,利用Fluent数值仿真软件对蓄热室内流体的流动过程进行了详细的数值模拟。通过改变蓄热室的不同结构参数重点模拟计算了高温烟气入口处的偏流情况,所得结论为蓄热室结构参数的优化设计提供了坚实的理论依据。     

气垫炉圆形喷嘴漂浮力及传热研究

利用有限元数值模拟软件Fluent,采用不可压缩流体流动的基本原理和流固热耦合有限元方法,对气垫炉中常用的圆形喷嘴进行模拟,得到喷嘴的不同出口速度、出口直径、温度等参数对漂浮力以及换热系数的影响。建立了几何模型和边界条件,模拟了换漂浮力以及传热特性,为气垫炉装置的研究与开发提供了依据。     

基于参数化设计的轧钢加热炉CAD/CAE集成方法

针对三段式步进梁式加热炉,基于Visual Basic开发环境下的参数化设计技术,介绍了三维CAD软件Solid Edge和CAE软件Fluent的集成方法,并使用Scheme语言配置Fluent参数文件完成了炉内温度场的数值模拟。该方法通过关联炉体装配模型尺寸生成炉体封闭模型;采用STEP标准模型作为CAD与CAE系统之间的数据传递手段;使用Dos环境下批处理文件对同类炉型实现自动化网格划分,建立了加热炉设计分析一体化平台,达到了提高设计分析效率的目的。     

转炉出钢及涡流形成的数值模拟和水模型研究

采用商业CFD流体模拟软件Fluent6.3,通过基于压力的分离隐式求解器,以及k-ε双方程模拟了50t转炉出钢过程,并将模拟结果与几何相似比1:4的水模型模拟结果进行了比较。结果表明,数值模拟和水模型模拟结果具有好的可比性;由于数值模型在构建时忽略流体与壁面间的相互摩擦作用,数值模拟确定的涡流形成和出钢时间要短于水模型模拟结果;在现行出钢口结构形式下,涡流卷渣过程不可避免,涡流的形成主要发生在出钢过程的中后期。     

独头巷道局部通风数值模拟研究

独头巷道掘进工作面是矿山的主要工作面之一,矿尘浓度大是其工作面环境质量差的主要原因．局部通风是解决独头巷道掘进工作面的主要通风手段,因此,独头巷道掘进工作面局部通风质量的好坏将直接影响矿山的生产效益和职工的安全健康．文中通过利用Fluent软件对独头巷道局部通风时风筒出口距工作面不同距离的风流特性进行模拟研究．数值模拟结果表明,独头巷道掘进工作面采用压入式局部通风时,风流的独头巷道中存在效射程．因此,为了保障有效通风,应控制好风筒出口距掘措工作面的距离不应大干凤．浠．的有祷射程     

气淬渣滴冷却过程数值模拟研究

液态钢渣气淬后将经历复杂的冷却凝固过程。采用Fluent软件对渣滴冷却过程动力学进行了数值模拟,并与数值计算结果相比较。研究结果表明:渣滴冷却经历液相冷却、潜热释放和固相冷却三个阶段;在没有考虑过冷度的情况下,Fluent软件模拟出液态冷却耗时较短,而潜热释放和固相冷却耗时较长;Fluent数值模拟能更形象地展示渣滴凝固形壳过程,数值计算更能准确地计算液相冷却、潜热释放和固相冷却等各阶段所消耗的时间;综合来看,Fluent数值模拟和数值计算两种方法均可准确预测出渣滴由1 723 K冷却至1 073 K所需要的时间,从而为液态钢渣气淬工艺提供理论基础。     

300 kW强旋射流燃烧器内气体燃烧的数值模拟

采用非预混燃烧模型及k-epsilon标准湍流模型,利用计算流体力学软件Fluent对300 kW强旋射流燃烧器内气体燃烧过程进行数值模拟,得到燃烧器内温度、速度及组份浓度的分布情况,通过与现有实验数据对比,验证了模拟的可靠性,从而为揭示强旋射流燃烧器内燃气燃烧过程的传热传质机理、优化燃烧器结构参数提供理论依据。     

焦家寨煤矿通风系统阻力测定与分析

为了解矿井通风系统中通风阻力分布状况,更好地通风降阻,并为通风设计、网络解算和优化改造提供可靠的基础信息,有必要对矿井通风系统的阻力进行测定。采用基点法进行通风系统阻力测定,选取不同测点测定参数,并从测定精度评价、通风阻力分布状况、矿井等积孔和风阻4个方面对测定结果进行计算分析。结果表明：焦家寨煤矿的通风系统布置和阻力分布较合理,通风难易程度属于容易等级,3个采区的公用进风风路风阻偏大,矿井井下调节风量的设施过多,且风门漏风量偏大,建议更换1号和2号风机,并加强矿井总回风巷道的维护和管理。     

矿井通风系统模拟软件包

介绍一个矿井通风系统模拟软件包。该软件包能对通风系统进行风网解算模拟和风量调节模拟,能把模拟结果形象直观地显示在通风系统模拟图上。     

矿井通风网络三维仿真系统的开发

系统采用可视化对象编程语言Visual Basic6.0,结合SQL Server2000数据库技术、ODBC数据引擎、Solidworks2003三维软件,开发一个矿井通风网络三维仿真软件。用以解决矿井通风信息管理,三维矿井网络图形的自动生成,矿井通风网络解算,风网参数的自动标注。可动态、真实的反映矿井通风的实时面貌,为矿井通风管理者监控井下通风状况,提供直观、及时、可靠的反馈信息,为其进行有效地井下通风调节,提供有力的安全保证。     

基于Ventsim系统的矿山多中段 通风系统改造研究

武山铜矿通过多年开采生产后，出现了“风流干扰严重，需风点多且分散，风机单级效率低，新鲜风流进入生产中段偏少”等问题.为解决此问题，提出了通风系统优化方案并借助Ventsim软件系统建立了武山铜矿通风仿真模型，分别模拟了通风容易时期和困难时期通风量.利用Ventsim系统发现问题，提出通风网络优化方案，解决工程存在的实际问题.      

秦岭矿业公司杨砦峪分矿通风系统方案数值模拟优化研究

矿井通风系统服务于矿山采掘生产,通风系统的独立、稳定运行在矿山安全生产中起着至关重要的作用。针对秦岭矿业公司杨砦峪分矿在矿井通风方面存在的残矿作业地点空间分散、相邻矿山贯通点多、回风系统不完善等技术难题,通过对区域环境及矿山的现场调研,采用Ventsim通风模拟软件建立矿井通风系统三维模型,以隔离相邻民采点实现矿井内部独立节能高效通风为出发点,研究提出了单翼对角式回风侧串并联机站通风系统优化方案。通过对主扇风机工况和主风路节点风速的分析评价认为,新的通风系统优化方案符合现阶段矿山的生产要求,具有很好的现场应用价值。     

控制循环风流新方法研究

随着开采深度的增加,通风系统变得更加复杂,工作面位置距离地表主扇越来越远,地表主扇供风方式对深部通风的控制力微乎其微,因此有必要将风机安装在井下。风机安装在井下后,极易出现循环风流,要实现高效通风,必须控制循环风问题。复杂矿井循环风流本质是矿井存在漏风,通过分析循环风形成的本质,提出控制通风系统内部循环风流的评价指标,应用自主开发的软件VentNetLab分析得出有效的控制措施,并对极其复杂的通风网络进行实证研究,指导矿山进行整改。     

矿井智能通风联动调控理论与供需匹配实验研究

鉴于矿井通风系统动态匹配自动化调节的现场需求，分析了风量供需匹配原理与联动调控方法，建立了多元特征融合的主通风机调频、关联分支调阻及联合调节的数学模型。提出了通风网络分支供需匹配调控模型和稳定性判定方法，基于有毒有害气体涌出（排放）预测的需风模型，开发了矿井通风供需偏离的智能化应急调控软件。实现了通风供需失衡选择变频调节时，自动计算通风机最佳工作频率；选择关联分支风阻调节时，运用元胞自动机模型计算出最佳调节巷道，并通过风网反演计算模型获取调节风阻值；当单一调节方式失效时，生成风机变频与分支调阻联合调控方案；通过风网超前模拟分析实现风量供需匹配的可靠调节。运用典型矿井通风系统建立了风网分支需风量自动化调节实验模型，以现场有毒有害气体超限统计规律为分支需风量调控导向模型开展调风稀释实验，结果表明:三种调节方式下分支风量严格按照调控理论模型变化，调风过程中CO₂浓度变化延时明显，风机变频调节的风网波动较小，分支风阻调节对局部风网影响大，联合调节风网波动性大。实验验证了矿井通风供需匹配智能化调控系统的实用性和可行性，为矿井通风联动调控提供理论和应用指导。      

基于Ventsim的深井采矿热环境分析

应用计算机仿真技术研究深井采矿热环境问题有着重要的意义。根据矿井通风系统中的热参数,应用Ventsim三维仿真系统,分析研究井下热环境状况,判断井下热害产生的趋势,以矿井通风理论为基础提出井下降温方案,为地下矿深部开采通风安全提供科学和技术支持。这一方法在某黄金矿深部采矿通风系统优化中得以应用,提出了有效的通风降温方案,说明Ventsim软件在矿井通风系统分析方面具有很好的科学性和实用性。     

大型复杂矿井的通风设计

以某设计矿山为研究对象,利用ventsim软件对其进行模拟研究,得出了各井巷、特别是各进、回风口的风流状态,为该矿井的通风设计提供重要的依据。     

基于GRU神经网络的巷道平均风速获取研究

针对矿井智能通风系统不能及时获取风速进而影响后续通风系统解算及优化的问题,利用ANSYS巷道风速分布模拟获取神经网络所需训练集,在人工测量与风速传感器监测数据的基础上,构建基于门控循环单元（Gated Recurrent Unit）神经网络的巷道平均风速预测模型。首先,提出神经网络模型,然后采用Adam优化算法对ANSYS模拟的点风速进行异常值和归一化等预处理,通过对不同形状巷道的监测点风速进行结构化处理后用于训练神经网络,找出各点风速与平均风速之间的强非线性关系,使预测风速逼近巷道实际平均风速,最后构建基于GRU神经网络的巷道平均风速预测模型。以王家岭煤矿实测数据作为测试集,将其应用于预测模型中,结果表明GRU神经网络模型具有较高精度和较强的泛化能力,能够获取巷道平均风速。矿井通风巷道平均风速预测模型在煤矿领域的成功应用,将为其他金属矿山智能通风系统及时准确获取风速参数提供新思路。