**篇矿井通风三维仿真理论与矿用
空气幕理论发展
0矿井通风仿真理论与矿用空气幕理论发展概述
0.1矿井通风仿真技术发展
0.1.1矿井通风仿真的基本内涵
系统仿真是20世纪40年代末以来伴随着计算机技术的发展而逐步形成的一门新兴学科。它是指在不干扰真实系统运行的情况下,为研究系统的性能而构造并在计算机上运行表示真实系统模型的一种技术;是建立在控制理论、相似理论、信息处理技术和计算技术等理论基础上的,以计算机和其他专用物理效应设备为工具、利用系统模型对真实或假想的系统进行试验,并借助于专家经验知识、统计数据和信息资料对试验结果进行分析研究,进而作出决策的一门综合性的和试验性的学科。系统仿真的目的是通过对系统仿真模型的运行过程进行观察和统计,来掌握系统模型的基本元件,找出仿真系统的*佳设计参数,实现对真实系统设计的改善或优化。
矿井通风系统是通风路线、通风动力和控制风流的通风构筑物的总称,它是矿井生产系统的重要组成部分。矿井通风系统合理与否对矿井**生产具有重要而长期的影响。把仿真系统应用于矿井通风系统中,便形成了矿井通风仿真系统。矿井通风仿真系统可动态地对通风系统进行调节和计算,确定合理有效的通风方案。用户可以任意调节通风设施和改变通风网络(如增加删减巷道、风机和通风构筑物,风门大小的调节等)来**仿真矿井的通风系统变化,给决策者或管理人员提供调整或革新的参考依据。作为能够准确、直观、及时、全面地反映矿井通风状况的通风仿真系统,必须具有以下一些功能:通风仿真系统图的输入、编辑、修改与显示,通风网路的解算及其结果的处理,通风巷道和节点的方便快捷的查询,通风巷道风流方向和通风参数的自动标注,模拟巷道开掘与报废、风机的开停、风门位置变动,风网特征图的自动绘制等。
矿井通风仿真系统涉及的学科领域包括:矿井通风、图论、数值方法、流体力学定常流动与非定常流动、计算机图形学、人工智能理论、可靠性理论、面向对象程序设计理论、地理信息系统、虚拟现实、燃烧学、火灾科学与数值模拟、可视化理论与编程技术等。在此仅就以下几方面进行论述:网络自然分风,网络按需分风与优化调节,通风系统评价理论与技术,矿井火灾时期风流状态模拟和救灾指挥决策系统,通风网络角联结构和角联风路,风网特征图等。 《矿井通风三维仿真模拟理论与矿用空气幕理论》一书,作者主要以硕、博论文及1998年以来的有关矿井通风仿真理论与矿用空气幕理论研究与应用成果为基础而著的。矿井通风三维仿真模拟理论,综合应用了通风网络理论、集合论、图论、流体力学、人工智能理论、可靠性理论、可视化理论、面向对象程序设计理论以及计算机图形学,开发了一个集通风网络图绘制、角联风路自动识别仿真、通风网络简化仿真、网络优化调节仿真、风流分配仿真、通风技术改造与通风设计评价等功能仿真为一体的矿井通风三维仿真模拟系统。该仿真模拟系统创造性地实现了信息处理与图形的交互,实现了通风网络解算数据的自动标注,真实地反映了矿井生产过程中通风网络的实际状况,与国际上***的波兰科学院的WENTGRAF系统相比,更具有科学性、适用性和灵活性。本仿真模型的建立,为矿山通风系统建立了一个虚拟的矿井通风仿真模拟系统,是矿井通风系统的真实再现,为矿山的通风管理提供了一种科学决策的技术手段。
本书作者在矿用空气幕理论研究与应用篇中,主要对矿用空气幕的结构及功能、矿用空气幕隔断风流替代风门理论模型、矿用空气幕增l~s.i~t节风流替代风窗理论模型、矿用空气幕引射风流替代机站理论模型、引射型或隔断型空气幕特性数值分析与试验及矿用空气幕引射、隔断、增阻三大理论的应用研究等部分进行了介绍。与国内外同类研究相比属创新性研究,拓宽了空气幕的研究与应用途径,具有良好的推广应用价值和推广前景。希望读者能从中得到启迪,更好、更科学地做好空气幕应用研究,使其在生产实践中发挥更大作用。