基于AutoCAD Map 3D的通風仿真系統(tǒng)的研究.pdf

1、在煤礦通風管理中,不僅要了解通風系統(tǒng)的通風現(xiàn)狀,還要預測通風系統(tǒng)的變化給通風系統(tǒng)帶來的影響。為了達到這一要求,需要一款完善的通風仿真系統(tǒng)作為輔助工具。本文介紹了通風仿真系統(tǒng)的研究及其相關理論。
　　通風仿真系統(tǒng)的開發(fā)方式一般有三種:一、是在AutoCAD的基礎上進行二次開發(fā),把通風仿真系統(tǒng)的功能嵌入AutoCAD,利用AutoCAD自身的繪圖功能繪制通風圖件;二、是從底層開發(fā),獨立于其他繪圖軟件,其開發(fā)既要實現(xiàn)通風仿真系統(tǒng)的功能,

2、還要實現(xiàn)繪圖功能;三、是基于GIS軟件的二次開發(fā)。本次仿真系統(tǒng)的開發(fā)采用的是第三種方式:即利用現(xiàn)有GIS軟件的二次開發(fā)能力進行開發(fā)。只是選擇的GIS軟件是AutoCAD Map3D。AutoCAD Map3D是在AutoCAD的基礎上做的GIS軟件,它具有AutoCAD的全部功能并與AutoCAD完全兼容。事實上,AutoCAD Map3D的二次開發(fā)需要 AutoCAD的開發(fā)接口,也就是對AutoCAD Map3D進行二次開發(fā)要熟悉Au

3、toCAD的二次開發(fā)功能。
　　求通風網(wǎng)絡的生成樹和最小生成樹是通風網(wǎng)絡開發(fā)的一個關鍵技術。求最小生成樹的常用算法是普里姆(Prim)算法和克魯斯卡爾(Kruskal)算法。在以往的算法實現(xiàn)中,克魯斯卡爾(Kruskal)算法難度較大。本論文利用并查集實現(xiàn)了克魯斯卡爾(Kruskal)算法,減少了算法的空間復雜度和時間復雜度。
　　在通風仿真系統(tǒng)中,自然通風的數(shù)學處理一直是通風解算的難題。本文利用基本回路矩陣C和網(wǎng)絡分支的位

4、能差向量HN建立了基本回路的自然風壓計算模型,并給出了一下定理:通風網(wǎng)絡的基本回路矩陣C與位能差向量HN的乘積是基本回路的自然風壓向量。
　　通風網(wǎng)絡解算的常用方法為Newton-Raphson法、Scott-Hinsley法。這兩種算法收斂半徑小。在通風仿真解算中常出現(xiàn)不收斂現(xiàn)象。為解決這一問題,本文提出來利用同倫算法解決通風網(wǎng)絡解算問題。
　　通風網(wǎng)絡解算風量初值的確定也是困擾通風仿真軟件的一個難題。本文提出了利用獨立通

5、路矩陣計算風量初值的方法,解決了風量初值自動計算問題。
　　在通風網(wǎng)絡仿真模擬中,主通風機個體特性曲線的確定至關重要。本文對主通風機特性曲線擬合及其求解算法進行了研究。
　　在通風技術管理中,需要知道通風系統(tǒng)中每一處風流的能量。為了解決這個問題,目前使用以下工具:(1)通風系統(tǒng)風流能量(壓力)坡度圖,(2)通風網(wǎng)絡相對壓能圖,(3)通風網(wǎng)絡相對等熵靜壓圖。這三個工具有共同的缺陷:阻力測定工作量大;手工計算,計算工作量大;人工