基于AutoCAD Map 3D的通風(fēng)仿真系統(tǒng)的研究.pdf

1、在煤礦通風(fēng)管理中,不僅要了解通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)現(xiàn)狀,還要預(yù)測(cè)通風(fēng)系統(tǒng)的變化給通風(fēng)系統(tǒng)帶來(lái)的影響。為了達(dá)到這一要求,需要一款完善的通風(fēng)仿真系統(tǒng)作為輔助工具。本文介紹了通風(fēng)仿真系統(tǒng)的研究及其相關(guān)理論。
　　通風(fēng)仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方式一般有三種:一、是在AutoCAD的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),把通風(fēng)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(fēng)圖件;二、是從底層開(kāi)發(fā),獨(dú)立于其他繪圖軟件,其開(kāi)發(fā)既要實(shí)現(xiàn)通風(fēng)仿真系統(tǒng)的功能,

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

3、toCAD的二次開(kāi)發(fā)功能。
　　求通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的生成樹(shù)和最小生成樹(shù)是通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。求最小生成樹(shù)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(shí)現(xiàn)中,克魯斯卡爾(Kruskal)算法難度較大。本論文利用并查集實(shí)現(xiàn)了克魯斯卡爾(Kruskal)算法,減少了算法的空間復(fù)雜度和時(shí)間復(fù)雜度。
　　在通風(fēng)仿真系統(tǒng)中,自然通風(fēng)的數(shù)學(xué)處理一直是通風(fēng)解算的難題。本文利用基本回路矩陣C和網(wǎng)絡(luò)分支的位

4、能差向量HN建立了基本回路的自然風(fēng)壓計(jì)算模型,并給出了一下定理:通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)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(fēng)壓向量。
　　通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)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(fēng)仿真解算中常出現(xiàn)不收斂現(xiàn)象。為解決這一問(wèn)題,本文提出來(lái)利用同倫算法解決通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算問(wèn)題。
　　通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算風(fēng)量初值的確定也是困擾通風(fēng)仿真軟件的一個(gè)難題。本文提出了利用獨(dú)立通

5、路矩陣計(jì)算風(fēng)量初值的方法,解決了風(fēng)量初值自動(dòng)計(jì)算問(wèn)題。
　　在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)仿真模擬中,主通風(fēng)機(jī)個(gè)體特性曲線的確定至關(guān)重要。本文對(duì)主通風(fēng)機(jī)特性曲線擬合及其求解算法進(jìn)行了研究。
　　在通風(fēng)技術(shù)管理中,需要知道通風(fēng)系統(tǒng)中每一處風(fēng)流的能量。為了解決這個(gè)問(wèn)題,目前使用以下工具:(1)通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流能量(壓力)坡度圖,(2)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)相對(duì)壓能圖,(3)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)相對(duì)等熵靜壓圖。這三個(gè)工具有共同的缺陷:阻力測(cè)定工作量大;手工計(jì)算,計(jì)算工作量大;人工