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用于矿井通风网络解算的通风机风压性能曲线自动识别方法
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作者 吴奉亮 寇露 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第4期103-111,共9页
从通风机性能曲线图像中采样并识别风压性能曲线,进而拟合出风压性能函数是矿井通风网络解算的关键技术。目前常用人工方式识别风压性能曲线,效率低且准确性不高。提出一种基于图像处理技术的通风机风压性能曲线自动识别方法。采用双边... 从通风机性能曲线图像中采样并识别风压性能曲线,进而拟合出风压性能函数是矿井通风网络解算的关键技术。目前常用人工方式识别风压性能曲线,效率低且准确性不高。提出一种基于图像处理技术的通风机风压性能曲线自动识别方法。采用双边滤波、图像锐化和二值化技术对原始通风机风压性能曲线图像进行预处理,以提高图像质量。分别基于腐蚀算法、轮廓检测算法提取通风机性能曲线图像中的网格线和坐标文字,采用逻辑运算、中值滤波、轮廓检测和K3M算法提取风压性能曲线。以逐行像素识别方式识别风压性能曲线的像素坐标,采用模板匹配算法识别坐标数字,进而完成像素坐标到物理坐标的转换,实现风压性能曲线识别。将通风机风压性能曲线自动识别方法集成至通风网络解算软件,对通风机风压性能曲线进行识别试验,结果表明,该方法对单条风压性能曲线的采样速度为24 Samples/s,识别的风压性能曲线与原始曲线的重合度高,风压拟合值与原始值的最大误差仅为0.88%,较人工识别方法大大提高了通风网络解算效率和准确性。 展开更多
关键词 矿井通风网络 通风网络 通风机 风压性能曲线 图像自动识别 风压性能函数拟合
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基于回路风量法的复杂矿井通风网络解算算法 被引量:39
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作者 钟德云 王李管 +2 位作者 毕林 王晋淼 朱忠华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期365-370,共6页
随着矿井通风系统变得越来越复杂,传统的解算方法已经难以满足风网解算的要求,寻找一种能够快速解算复杂风网的算法具有重要意义。对回路风量法的解算原理进行了系统深入的研究,分析了现有通风网络解算算法的局限性,提出了一种改进的Sco... 随着矿井通风系统变得越来越复杂,传统的解算方法已经难以满足风网解算的要求,寻找一种能够快速解算复杂风网的算法具有重要意义。对回路风量法的解算原理进行了系统深入的研究,分析了现有通风网络解算算法的局限性,提出了一种改进的Scott-Hinsley法。该算法具有收敛速度快、能解决含有单向回路复杂矿井通风网络解算问题;采用了无初值的回路风量法,便于快速地进行二次解算;运用BFS法改进了生成树的结构,并用双通路法快速圈划回路;实现了固定半割集下的通风网络按需分风,可自动按需分配风量;分析了单向回路造成回路风量法解算失败的原因,并通过修改搜索策略解决了含有单向回路的通风网络解算问题。 展开更多
关键词 回路风量法 网络 独立回路 单向回路
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大规模复杂通风网络节点风压解算方法 被引量:12
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作者 黄光球 陆秋琴 姚玉霞 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期257-259,271,共4页
当通风网络存在按需供风分支且用节点风压法对该风网进行解算时,解算结果会将因按需分风带来的节点风量代数和归零误差全部集中在这些按需供风分支上,给风量调节的实施带来一定困难。为解决此问题,该文通过使所有节点风量代数和归零误... 当通风网络存在按需供风分支且用节点风压法对该风网进行解算时,解算结果会将因按需分风带来的节点风量代数和归零误差全部集中在这些按需供风分支上,给风量调节的实施带来一定困难。为解决此问题,该文通过使所有节点风量代数和归零误差的平方和最小化的方法,建立节点风压通风网络解算模型,获得一种新的通用节点风压法风网解算算法。该算法可将最小归零误差根据工程实际需要分散到所有或部分节点的相关分支上,而不是将其完全集中在少数按需供风分支上。该方法理论上考虑到风网中需供风分支的存在,可覆盖多种复杂条件下的风网解算,具有理论完善、结果正确、可降低风量调节实施难度的特点。 展开更多
关键词 通风系统 通风网络 节点风压法
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矿井通风网络解算可视化软件研究 被引量:15
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作者 杜翠凤 张昊 田文明 《中国安全生产科学技术》 CAS 2007年第4期51-54,共4页
采用面向对象编程语言Visual Basic6.0为开发工具,以Access为后台数据库,开发了具有风机优选功能的矿井通风网络解算软件。该软件承袭了Windows系统应用程序界面直观、交互性好的特点,集矿井通风网络解算、自然风压计算、风机自动选型... 采用面向对象编程语言Visual Basic6.0为开发工具,以Access为后台数据库,开发了具有风机优选功能的矿井通风网络解算软件。该软件承袭了Windows系统应用程序界面直观、交互性好的特点,集矿井通风网络解算、自然风压计算、风机自动选型以及经济断面优化等功能于一体,并辅以强大的数据管理系统,为矿山通风设计和管理工作提供了便利工具。 展开更多
关键词 网络 风机优选 软件开发
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矿井通风实时网络解算技术研究 被引量:7
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作者 李伟 霍永金 +2 位作者 张浪 王恩 桑聪 《中国矿业》 北大核心 2016年第3期167-170,共4页
针对传统网络解算滞后于井下的风量变化和风量监测无法覆盖到所有巷道问题,提出矿井通风实时网络解算方法:读取风量实时监测数据,并以此为基准,在监控系统巡检周期内快速求解其他巷道的实时风量,消除了风量监控盲区。在实时网络解算过... 针对传统网络解算滞后于井下的风量变化和风量监测无法覆盖到所有巷道问题,提出矿井通风实时网络解算方法:读取风量实时监测数据,并以此为基准,在监控系统巡检周期内快速求解其他巷道的实时风量,消除了风量监控盲区。在实时网络解算过程中采用全回路调节法,避免了阻力误差集中在固定风量回路。 展开更多
关键词 矿井通风 风量监测 实时网络
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矿井正常和灾变时期通风网络解算的数学模型 被引量:11
6
作者 王树刚 王继仁 洪林 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2003年第4期436-438,共3页
将矿井通风网络中的空气流动作为一维可压缩流体的非定常流动,建立了矿井正常和灾变时期通风网络解算的统一数学模型。在同一实例中,通过与文献所提供结果的比较对模型进行了测试。采用该模型可以模拟出矿井正常通风期间风流定常流动状... 将矿井通风网络中的空气流动作为一维可压缩流体的非定常流动,建立了矿井正常和灾变时期通风网络解算的统一数学模型。在同一实例中,通过与文献所提供结果的比较对模型进行了测试。采用该模型可以模拟出矿井正常通风期间风流定常流动状态、不可压缩风流非定常流动状态和可压缩风流非定常流动状态。结合算例模拟了矿井正常通风和火灾时期风流状态的连续变化过程。 展开更多
关键词 矿井通风 灾变通风 通风网络 网络 数学模型 风流状态 非定常流动
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复杂矿井通风网络解算风网有效性分析 被引量:5
7
作者 钟德云 王李管 +1 位作者 毕林 谭期仁 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 2014年第11期10-14,共5页
复杂的矿井通风系统不仅对风网解算提出了更高的要求,对构建的通风网络进行风网检查也变得极其重要。首次提出了风网有效性分析的概念,通过分析改进的回路风量法解算的要求,从数据检查、风网检查和收敛性分析三个方面对通风网络图有效... 复杂的矿井通风系统不仅对风网解算提出了更高的要求,对构建的通风网络进行风网检查也变得极其重要。首次提出了风网有效性分析的概念,通过分析改进的回路风量法解算的要求,从数据检查、风网检查和收敛性分析三个方面对通风网络图有效性进行了系统深入的分析,实现了相应的风网检查算法。通过进行强连通性分析可以使假拓扑风网更接近真实风网,通过对固定风量检查可以找出拓扑关联重复性设置的固定风量分支;通过对回路进行独立性检查和收敛性分析使得构建的通风网络尽量满足风网解算的要求,避免回路假收敛并提高解算收敛速度。 展开更多
关键词 有效性分析 网络 风网检查 收敛性分析
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具有网络图绘制与风机优选功能的矿井通风网络解算系统 被引量:5
8
作者 林建广 蒋仲安 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期20-23,27,共5页
针对目前在通风网络解算方面的一系列软件存在的缺点与不足,基于矿井通风网络、集合论、线性代数等理论,运用面向对象Visual C++6.0作为开发工具,Access作为后台数据库,开发研制一套具有网络图绘制与风机优化选型功能的网络解算系统,实... 针对目前在通风网络解算方面的一系列软件存在的缺点与不足,基于矿井通风网络、集合论、线性代数等理论,运用面向对象Visual C++6.0作为开发工具,Access作为后台数据库,开发研制一套具有网络图绘制与风机优化选型功能的网络解算系统,实现了矿山企业的管理现代化。 展开更多
关键词 通风系统 网络 网络图绘制 风机优选
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网络解算分支反向原因剖析及调节 被引量:4
9
作者 周福宝 王德明 《矿业安全与环保》 北大核心 2000年第4期37-38,共2页
作者从选取网络解算过程遇到的几种典型分支反向的实例,分析了每种实例中分支反向的原因,并有针对性地提出具体的调节方法。
关键词 网络 反向分支 调节 矿井 通风
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基于信赖域方法的矿井通风网络解算 被引量:5
10
作者 刘新 王大尉 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2008年第A01期10-12,共3页
针对在通风网络解算中,若初始值选择不当,Hession矩阵不正定,将导致迭代次数显著增加。为了解决此问题,采用基于信赖域方法的求解大型非线性方程组进行网络解算。应用信赖域方法求得非线性方程组的解,即为网络解算的结果。对基于信赖域... 针对在通风网络解算中,若初始值选择不当,Hession矩阵不正定,将导致迭代次数显著增加。为了解决此问题,采用基于信赖域方法的求解大型非线性方程组进行网络解算。应用信赖域方法求得非线性方程组的解,即为网络解算的结果。对基于信赖域方法的矿井通风网络解算进行研究探讨,具有一定的理论指导意义。 展开更多
关键词 信赖域 通风网络 非线性方程组 网络
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用Scilab开发通风网络解算软件的优越性 被引量:1
11
作者 吴兵 赵自豪 任玉辉 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2011年第6期766-770,共5页
为了让通风工作者在不必精通计算机编程的情况下快速完成通风网络的解算,并能实现在基本不投入资金的情况下得到一套完整的通风解算系统。对Scilab在矩阵解算方面的优越性以及通风网络解算的矩阵运算本质进行了分析。对比了选用Python,V... 为了让通风工作者在不必精通计算机编程的情况下快速完成通风网络的解算,并能实现在基本不投入资金的情况下得到一套完整的通风解算系统。对Scilab在矩阵解算方面的优越性以及通风网络解算的矩阵运算本质进行了分析。对比了选用Python,Visual Basic和Scilab 3种语言实现的牛顿法解算模块,在代码的简洁可读性、执行效率、可移植性、开发平台的开放性等方面进行了研究。对Scilab通风工具箱的基本框架和使用方法进行了阐释。结果证明在通风系统解算方面Scilab相较于Visual Basic等编程语言,在界面友好程度方面基本持平,在代码编写量上显著减少,在可扩充可二次开发方面具有不可比拟的优势,在跨平台性上表现优良。但是由于Scil-ab是解释性语言,相较于编译型语言在程序执行时间上相对较长,而相对于基于虚拟机的语言时间基本持平。综合各种因素分析,认为Scilab在通风软件开发方面具有优越性,宜于在通风教学、科研以及工程应用中推广。 展开更多
关键词 SCILAB 通风网络 牛顿法
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基于B/S共享模式矿井通风网络解算结果可视化研究 被引量:1
12
作者 张水平 赵勇 +1 位作者 陈刚 秦娟 《有色金属科学与工程》 CAS 2011年第6期52-56,共5页
针对目前我国矿井通风系统可视化研究中,矿井通风网络分析方面仍存在部分不足的现状,设计开发了容易操作和共享性高的矿井通风可视化系统.本可视化系统以Windows操作系统为平台,Access数据库为后台,采用基于B/S(浏览器/服务器)模式将通... 针对目前我国矿井通风系统可视化研究中,矿井通风网络分析方面仍存在部分不足的现状,设计开发了容易操作和共享性高的矿井通风可视化系统.本可视化系统以Windows操作系统为平台,Access数据库为后台,采用基于B/S(浏览器/服务器)模式将通风网络解算结果与矿井通风图形结合在一起.通过本系统能准确、直观、全面地反映矿井通风状况,不仅优化了矿井通风管理,还提高了矿井通风效率. 展开更多
关键词 矿井通风系统 通风网络 可视化
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面向火灾的通风网络解算与三维可视化表达 被引量:1
13
作者 曹志国 李仲学 +1 位作者 李翠平 刘丰志 《金属矿山》 CAS 北大核心 2012年第2期141-143,共3页
通风网络解算是地下矿火灾仿真的前期工作基础,如何进行面向火灾的地下矿通风网络解算及建立相应可视化系统十分重要。针对此,构建通风网络系统图模型,以斯考德-恒斯雷算法为基础,采用数据库技术,对通风网络解算结果进行优化储存,实现... 通风网络解算是地下矿火灾仿真的前期工作基础,如何进行面向火灾的地下矿通风网络解算及建立相应可视化系统十分重要。针对此,构建通风网络系统图模型,以斯考德-恒斯雷算法为基础,采用数据库技术,对通风网络解算结果进行优化储存,实现了网络解算结果的高效快速调用。并利用可视化技术,实现了通风网络解算结果的可视化图文表达,为进一步的火灾仿真奠定了基础。最后,以某金属矿山为例,运用Java语言和JOGL绘制技术,实现了地下矿通风网络解算及其可视化图文表达,证实了该算法流程的可行性和有效性。 展开更多
关键词 面向火灾 通风网络 斯考德-恒斯雷 三维可视化
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角-并联变换法解算简单角联网络研究 被引量:2
14
作者 范凌云 谢贤平 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1298-1302,共5页
在解决简单角联网络的风量分配、风阻风压计算等问题上,很少有比较简便的方法。提出了角-并联变换法,实质是将简单角联通风网络简化为简单并联网络,即将具有共同风量的分支分解为2条或几条具有等值风阻的分支巷道;然后采用BFS法(由Broy... 在解决简单角联网络的风量分配、风阻风压计算等问题上,很少有比较简便的方法。提出了角-并联变换法,实质是将简单角联通风网络简化为简单并联网络,即将具有共同风量的分支分解为2条或几条具有等值风阻的分支巷道;然后采用BFS法(由Broyden、Flether与Shanno提出),基于MALAB编程解算变换后的网络各项通风参数,并分析等效变换精度。对解算结果的对比分析发现,运用此法求解矿井复杂风网的实算结果与Scott-Hinsley(斯考德-恒斯雷法)所得结果一致,而且更准确,表明角-并联变换的理论和方法是正确的。与传统方法相比,该方法可避免建立复杂的数学方程,在计算机上即可完成全部解算过程,除适用于解算简单角联通风网络外,也可应用于其他相关领域。 展开更多
关键词 安全工程 角联通风 通风网络 分支分 等值风阻 BFS法 MATLAB编程
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复杂矿井通风网络可视化动态解算及预警技术 被引量:16
15
作者 谈国文 《工矿自动化》 北大核心 2020年第2期6-11,共6页
针对存在煤层倾角大、地质构造复杂、开采时间长等情况的复杂矿井,采用传统的通风网络人工分析方法或常见通风网络解算软件存在工作量大、效率低、错误率高、解算不全面等问题,从而不能实时、全面掌握井下各巷道的通风安全状况。以南桐... 针对存在煤层倾角大、地质构造复杂、开采时间长等情况的复杂矿井,采用传统的通风网络人工分析方法或常见通风网络解算软件存在工作量大、效率低、错误率高、解算不全面等问题,从而不能实时、全面掌握井下各巷道的通风安全状况。以南桐煤矿通风系统为研究对象,根据其通风系统复杂特征,从通风网络动态解算模型及方法、矿井通风阻力参数测定、通风异常预警、通风系统可视化等方面研究了复杂矿井通风网络可视化动态解算及预警技术,并依据该技术开发了矿井通风网络可视化动态解算及预警系统。应用表明,该系统解算风量与实际风量的误差小于10%,解算结果可实时、动态显示,实现了矿井风速及风压参数全量程精准测定、全矿井通风网络动态解算、通风异常连续分析与预警。 展开更多
关键词 复杂矿井通风系统 通风网络 动态 通风网络可视化 通风异常预警 通风阻力参数 风速修正
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矿井稳定热因素嵌入通风网络解算方法的研究 被引量:4
16
作者 何强 穆大耀 段在鹏 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期175-178,共4页
热害矿井中,热因素的存在会引起井巷各断面气体参数的差异,产生风流流动的热阻力,阻力的变化将导致通风网络风量的变化,影响矿井通风安全。由于热阻力难以用1个参数表征,在通风网络解算中,一般只考虑巷道风阻力,忽略热阻力的存在,即忽... 热害矿井中,热因素的存在会引起井巷各断面气体参数的差异,产生风流流动的热阻力,阻力的变化将导致通风网络风量的变化,影响矿井通风安全。由于热阻力难以用1个参数表征,在通风网络解算中,一般只考虑巷道风阻力,忽略热阻力的存在,即忽略热因素的影响。将有稳定热因素影响的井巷视为壁面粗糙、无热因素和有热因素、无黏性的两个巷道的叠合,分别分析井巷的摩擦阻力和热阻力,对比摩擦阻力与热阻力计算公式,提出类似于风阻的稳定热因素影响下风流流动的热阻概念,并推导其计算公式。结果表明,热阻与初始停滞焓、热源绝对放热量、两断面空气密度以及井巷断面面积等物理参数有关,与风量无关,与风阻量纲一致。最后以常用的通风网络解算方法为基础,对风量修正公式进行修正,提出嵌入热阻后新的风网解算方法。对比热阻融入经验公式前后的结果,证明热因素的存在对网络风量调节有较大影响。 展开更多
关键词 安全工程 矿井通风 网络 热阻 降温 热因素
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基于网络解算的浅埋采空区地表漏风模拟技术研究 被引量:4
17
作者 吴奉亮 何晓晨 +2 位作者 常心坦 马砺 李超 《工矿自动化》 北大核心 2017年第12期64-69,共6页
为分析浅埋煤层地表开敞性裂隙漏风对矿井通风系统与采空区流场的影响,构建了地表漏风条件下浅埋采空区流场与井巷风网耦合模型。针对采空区网络分支数多的特点,提出了采用LDLT分解法改进牛顿法解算通风网络的性能。以红柳林煤矿15207... 为分析浅埋煤层地表开敞性裂隙漏风对矿井通风系统与采空区流场的影响,构建了地表漏风条件下浅埋采空区流场与井巷风网耦合模型。针对采空区网络分支数多的特点,提出了采用LDLT分解法改进牛顿法解算通风网络的性能。以红柳林煤矿15207采空区地表漏风为例,模拟了大规模地表漏风对工作面通风系统的影响和不同地表漏风量下采空区流场,得到地表漏风导致采空区自燃"三带"分布异形化和地表漏风量不宜超过5m3/s的结论,为工作面安全回采提供了技术支撑。 展开更多
关键词 煤炭开采 浅埋煤层 地表漏风 采空区流场 通风网络 网络
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用节点法解算矿井通风网络的研究与应用 被引量:2
18
作者 王中兵 郑丙建 +1 位作者 王彦凯 王建林 《矿业安全与环保》 北大核心 1999年第3期12-13,共2页
通过对节点、节点压力和通风网络的研究,建立了解算通风网络的数学模型及收敛解算方法,在阻力测定基础上对该成果进行了应用检验,为矿井通风系统管理科学化。
关键词 节点 节点压力 通风网络 网络 矿井通风
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基于GA-PSO的矿井通风网络优化方法研究 被引量:1
19
作者 王伟峰 白玉 +3 位作者 杨泽 李寒冰 陈怡帆 马岩松 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第2期24-29,共6页
针对煤矿复杂通风网络解算效率低与动态适应性不足的问题,提出一种遗传-粒子群混合算法(GA-PSO)。以矿井通风基本定律和矿用风机特性曲线为约束,建立以最小化通风功耗为目标的优化模型。为克服GA收敛速度慢的缺陷,选取随机竞争与算术交... 针对煤矿复杂通风网络解算效率低与动态适应性不足的问题,提出一种遗传-粒子群混合算法(GA-PSO)。以矿井通风基本定律和矿用风机特性曲线为约束,建立以最小化通风功耗为目标的优化模型。为克服GA收敛速度慢的缺陷,选取随机竞争与算术交叉-高斯变异算子组合提升种群多样性,增强全局收敛性并避免局部最优;针对PSO的早熟现象,设计潜力粒子替换与冗余粒子重启的淘汰策略,并提出基于适应值标准差的自适应惯性权重调节策略,提高算法全局搜索能力;结合学习因子的动态协同机制,实现全局探索与局部优化的动态平衡。结果表明,优化后的通风机功耗降低16.86%,证明GA-PSO在收敛速度和优化能力方面显著优于单独应用GA或PSO,有效克服了传统方法在复杂风网中的早熟收敛与维度灾难问题,为矿井通风系统节能与安全调控提供理论支撑。 展开更多
关键词 煤矿通风 遗传 粒子群优化 网络优化 风机功耗
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矿井通风网路的线性解算法及其程序设计 被引量:8
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作者 尹晓玉 谢贤平 李建功 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期69-73,共5页
针对"京大二试算法"存在的不足——当已知矿井总风量时,"京大二试算法"的迭代格式是错误的,解算出的风量分配不合理,提出了矿井通风网络线性算法的数学模型。该通风网络算法是将支路特性方程变换为线性关系,则风网... 针对"京大二试算法"存在的不足——当已知矿井总风量时,"京大二试算法"的迭代格式是错误的,解算出的风量分配不合理,提出了矿井通风网络线性算法的数学模型。该通风网络算法是将支路特性方程变换为线性关系,则风网回路方程被线性化,就可以应用线性逼近法求解。该算法弥补了"京大二试算法"的缺陷,当已知矿井总风量时,解算出的风量值更接近真值,结果更加精确。介绍了线性算法数学模型的迭代格式及迭代精度问题,并编制了该线性算法的Matlab程序,程序简单,节省计算时间,给出了算法原理,并以实例进行计算,得到了令人满意的结果。 展开更多
关键词 安全工程 矿井通风 通风网络 线性 MATLAB程序
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