矿井通风系统网路解算及优化的可视化研究

论文摘要

本软件系统建造了矿井通风系统三维模型,真实地再现了矿井生产过程中通风网络的实际状态,实现仿真结果分析和通风系统方案的优化设计,指导矿山的通风管理。针对矿井通风系统网路解算及优化的可视化,综合运用图论和通风网路技术,通过改进通风网路中的选回路算法,建立了新的数学模型;采用面向对象编程语言VisualC++和计算机图形学理论,在Windows操作平台下开发了可视化软件。可视化系统能够根据自然分风和按需分风对矿井通风系统进行网路解算;支持复杂风网的解算,包括复杂角联风网;实现风网解算结果的可视化,并计算等积孔判定矿井通风难易程度;根据解算结果绘制矿井风阻特性曲线,直观显示矿井通风特性;拟合风机特性曲线,并以图形界面显示,实现风机的可视化管理;可以绘制通风网路图,并在图形界面下输入风网参数,进行风网解算;实现局部通风系统风量调节功能以及调节方案的生成和优化。本软件系统通过这些功能的集成,有利于提高矿井通风效率,使矿井通风系统达到简单、可靠、安全、经济的目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状及趋势
• 1.3 论文研究的主要内容
• 第二章 矿井风网解算及优化的基本理论
• 2.1 矿井通风基本理论
• 2.1.1 通风网路的基本要素
• 2.1.2 通风网路中的规律
• 2.1.3 井巷等积孔
• 2.1.4 拟定矿井通风系统的一般原则
• 2.2 矿井通风网路解算
• 2.2.1 风网解算的方法
• 2.2.2 独立网孔圈定
• 2.2.3 矿井复杂通风网络解算
• 2.2.4 数学模型
• 2.3 矿井通风网络优化
• 2.3.1 最优化概念
• 2.3.2 矿井通风系统的评价
• 2.3.3 矿井通风网络优化
• 第三章 矿井风网解算及优化系统的实现原理
• 3.1 图论
• 3.1.1 图论的基本概念
• 3.1.2 图的矩阵表示
• 3.1.3 图论在矿井通风中的应用
• 3.2 MATLAB
• 3.2.1 MATLAB 简介
• 3.2.2 MATLAB 在风网解算中的应用
• 3.3 面向对象程序设计语言
• 3.3.1 面向对象方法
• 3.3.2 面向对象程序设计的基本特征
• 3.3.3 VisualC++6.0 与MFC 简介
• 3.3.4 VisualC++调用MAT 时的环境设置
• 3.4 计算机图形学基本原理
• 3.4.1 二维图形变换简介
• 3.4.2 二维图形基本变换原理
• 第四章 系统设计概述
• 4.1 可视化系统设计要点
• 4.2 系统开发环境
• 4.3 数据库设计
• 4.4 系统结构示意图
• 第五章 矿井风网解算及优化的可视化程序实现
• 5.1 风网解算程序流程图
• 5.1.1 风网解算程序流程图
• 5.1.2 找回路算法流程图
• 5.1.3 判断树边方向流程图
• 5.2 矿井风量调节
• 5.2.1 自然分风和按需分风
• 5.2.2 局部风量调节方法
• 5.3 系统可视化实现
• 5.4 部分程序代码
• 第六章 应用实例
• 6.1 应用实例文字资料
• 6.2 系统主界面
• 6.3 生成通风立体图
• 6.3.1 容易时期通风线路图
• 6.3.2 困难时期通风线路图
• 6.4 文本方式计算总结果
• 6.4.1 容易时期各路信息的文本显示
• 6.4.2 困难时期各路信息的文本显示
• 6.5 解算结果的可视化
• 6.5.1 容易时期风网解算数据可视化
• 6.5.2 困难时期时期风网解算数据可视化
• 6.6 风机的选择
• 第七章 结论与展望
• 7.1 主要结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介、攻读硕士研究生期间论文发表情况