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模块化多电平变换器模拟仿真技术

电力系统自动化 2015年第14期39卷 145-150页

作者：王广柱李峰王凤荣孙常鹏刘汝峰电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学) 山东省济南市250061

为降低实时仿真器的成本,提高仿真性能,提出了一种针对功率变换器的实时模拟仿真方法,该方法具有天然的实时处理开关信号及模拟信号的能力,且其仿真速度与系统规模及复杂性无关。以电子模拟开关和运算放大器为核心,分别模拟实现了功率... 详细信息

为降低实时仿真器的成本,提高仿真性能,提出了一种针对功率变换器的实时模拟仿真方法,该方法具有天然的实时处理开关信号及模拟信号的能力,且其仿真速度与系统规模及复杂性无关。以电子模拟开关和运算放大器为核心,分别模拟实现了功率变换器数学模型中的开关函数和数学运算,并针对模块化多电平变换器(MMC)设计了MMC模拟仿真方法及电路,同时研发了MMC模拟仿真平台。通过仿真和实验验证表明了所提方法的可行性和有效性。

关键词：模拟仿真实时仿真硬件在环数字仿真模块化多电平变换器

面向非常规突发事件演化分析的动态模拟仿真系统

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系统工程与电子技术 2013年第8期35卷 1777-1789页

作者：陈雪龙镇培肖文辉大连理工大学管理科学与工程学院辽宁大连116024

建立非常规突发事件演化分析的动态模拟仿真系统对于非常规突发事件的应急管理具有重要意义。针对现有模拟仿真方法与系统在用于非常规突发事件演化分析时存在的不足,尤其难以综合集成多学科、多领域的理论、方法和技术成果的问题,从知... 详细信息

建立非常规突发事件演化分析的动态模拟仿真系统对于非常规突发事件的应急管理具有重要意义。针对现有模拟仿真方法与系统在用于非常规突发事件演化分析时存在的不足,尤其难以综合集成多学科、多领域的理论、方法和技术成果的问题,从知识管理以及综合集成的视角,给出了以知识元为基础,以数据、知识、模型融合计算为核心的非常规突发事件演化分析模拟仿真系统的框架体系,并探讨了各子系统的实现。在该系统中,知识元实现了数据、知识、模型的内在关联;通过知识元网络的推理,实现了各学科、各领域数据、知识、模型的动态融合计算,从而进一步实现了非常规突发事件演化分析的模拟仿真。最后,给出了原型系统,并通过泥石流灾害实例,阐述了原型系统的管理与运行过程。

关键词：应急管理非常规突发事件模拟仿真演化分析

炼钢过程反应热力学与动力学及其在数值模拟仿真的应用研究进展

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工程科学学报 2024年第11期46卷 1960-1977页

作者：王举金张立峰任英北方工业大学机械与材料工程学院北京100144 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

炼钢过程需要完成钢液的脱碳、脱硫、脱磷、脱氧等一系列操作,是一个复杂的多因素控制过程,反应器内温度高且不均匀,多相化学反应同时发生,相际之间质量、动量和热量传输相互耦合,准确预报和控制炼钢过程一直是钢铁冶炼的难点和冶金工... 详细信息

炼钢过程需要完成钢液的脱碳、脱硫、脱磷、脱氧等一系列操作,是一个复杂的多因素控制过程,反应器内温度高且不均匀,多相化学反应同时发生,相际之间质量、动量和热量传输相互耦合,准确预报和控制炼钢过程一直是钢铁冶炼的难点和冶金工作者的研究热点.本论文总结了近年来炼钢过程反应热力学和动力学以及其在数值模拟仿真方面的研究进展.在反应热力学方面,钢液活度计算模型主要有Wagner相互作用系数模型、统一相互作用系数模型和缔合物模型,在现阶段,Wagner相互作用系数模型仍是应用最为广泛的钢液活度计算模型,但随着新钢种的开发,这一模型的普适性遇到了挑战,钢液活度的计算亟需开发新模型、补充新数据;熔渣活度计算模型主要有分子理论模型、离子理论模型、正规离子溶液模型、修正的准化学模型和共存理论模型.通过反应动力学模型,炼钢过程钢液、渣和非金属夹杂物随时间的变化能够被较为准确的预报出来,如多组分耦合反应模型、有效平衡反应区模型和未反应核模型等,但反应动力学模型中的传质系数多是通过经验公式确定,无法准确表征不同反应器内的动力学.通过将反应动力学与三维数值模拟仿真相耦合,揭示了Kambara reactor铁水预处理脱硫过程和Ruhrstah-Hereaeus精炼钢液脱碳过程反应器内钢液成分的三维分布及其随时间演变,但综合考虑钢、渣、夹杂物、耐火材料、合金等多相多元反应的三维数值模拟仿真尚没有较为成熟的模型,仍需要进一步深入研究.

关键词：炼钢热力学动力学模拟仿真过程预报多相反应

结构化网格快速生成工具的开发及其在冶金模拟仿真中的应用

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工程科学学报 2024年第2期46卷 218-229页

作者：张江山刘昱宏杨树峰李东岳赵梦静李京社刘青北京科技大学绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室北京100083 东岳流体有限公司北京100195 中国国际工程咨询有限公司冶金建材业务部北京100048

结构化网格在模拟计算高精度、复杂问题时具有更高的计算准确度和更好的收敛性,但其划分难度大且耗时较长,如何快速生成高质量结构化网格是进行CFD(Computational fluid dynamics)等模拟计算领域的前沿问题.根据冶金容器的几何结构特征... 详细信息

结构化网格在模拟计算高精度、复杂问题时具有更高的计算准确度和更好的收敛性,但其划分难度大且耗时较长,如何快速生成高质量结构化网格是进行CFD(Computational fluid dynamics)等模拟计算领域的前沿问题.根据冶金容器的几何结构特征,引入了参数一体化建模+网格划分的理念,利用Python脚本快速批处理数据和开源CFD软件OpenFOAM的优势,成功开发了适用于冶金反应器的网格快速生成工具.以钢包–中间包–结晶器及其附属连接装置为例,进行了案例分析测试.结果表明,该工具软件生成的结构化网格在扭曲度和正交性等方面质量较高,可以满足各类模拟仿真的需求.该工具在解决冶金容器几何结构更新和网格分布调整方面相比于传统前处理方法可以在几十秒内快速生成高质量结构化网格.此外,开发了便于用户使用的图形用户界面,界面中仅需输入关键的几何结构和网格参数,即可对冶金容器快速便捷地生成相应的结构化网格,有效提升了前处理的简易度和效率.这一工具软件有望应用于冶金数字化和智能化转型发展的多种场景,并为其提供有效的软件支撑.

关键词：结构化网格参数化模拟仿真工具软件数智化

16V280ZJ型柴油机燃油喷射系统改进及模拟仿真研究

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内燃机工程 2008年第3期29卷 16-19,24页

作者：李明海郑书杰李昂大连交通大学交通运输工程学院大连116028 清华大学建筑学院

东风11型机车提速运行后的故障率明显上升,针对其燃油喷射系统存在问题,采用短针阀喷油器、新型柱塞偶件,达到降低针阀对座面的冲击力,同时改善部分负荷工况下的燃油经济性的目的。并利用GT软件中的FUEL与POWER模块对其改进前后燃油喷... 详细信息

东风11型机车提速运行后的故障率明显上升,针对其燃油喷射系统存在问题,采用短针阀喷油器、新型柱塞偶件,达到降低针阀对座面的冲击力,同时改善部分负荷工况下的燃油经济性的目的。并利用GT软件中的FUEL与POWER模块对其改进前后燃油喷射系统分别进行模拟仿真,对比改进前后柴油机经济性能指标,从而验证改进方案的可行性。

关键词：内燃机柴油机燃油喷射模拟仿真

基于类耿氏效应的低密度聚乙烯中空间电荷包行为的模拟仿真

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物理学报 2010年第1期59卷 508-514页

作者：夏俊峰张冶文郑飞虎雷清泉同济大学波尔固体物理研究所上海200092 哈尔滨理工大学哈尔滨150080

低密度聚乙烯材料中的空间电荷包现象通常会引起严重电场畸变而影响其击穿特性.本文借鉴半导体中的耿氏效应的负微分迁移率机理来描述电荷包的形成机理,并结合载流子的注入条件及体内陷阱对电荷迁移的影响等因素,对文献中报道的两类外... 详细信息

低密度聚乙烯材料中的空间电荷包现象通常会引起严重电场畸变而影响其击穿特性.本文借鉴半导体中的耿氏效应的负微分迁移率机理来描述电荷包的形成机理,并结合载流子的注入条件及体内陷阱对电荷迁移的影响等因素,对文献中报道的两类外加场强不同且迁移趋势各异的空间电荷包行为进行了模拟仿真,模拟的电荷包大小随电场变化规律,电荷包迁移速率随时间变化规律等与相应实验结果符合.模拟结果表明,产生耿氏效应的负微分迁移率是造成电荷包非弥散传输的主要原因,其与材料电极注入情况及体内陷阱态的共同作用导致了空间电荷包行为迁移的多样性.

关键词：空间电荷包耿氏效应模拟仿真负微分迁移率

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视窗化RTM工艺充模过程模拟仿真技术研究

复合材料学报 2001年第4期18卷 17-22页

作者：尹明仁段跃新李丹梁志勇张佐光北京航空航天大学材料科学与工程学院104教研室北京100083

根据 RTM工艺树脂流动充模模型 ,研究和开发了基于 FEM/ CV算法的 RTM工艺复杂渗流充模过程数值模拟软件平台 - BHRTM- 2。BHRTM- 2在视窗系统下运行 ,带有 FEM网格捕捉器窗口可直观方便地设置注射口、溢料口和工艺参数 ,操作简单 ,能... 详细信息

根据 RTM工艺树脂流动充模模型 ,研究和开发了基于 FEM/ CV算法的 RTM工艺复杂渗流充模过程数值模拟软件平台 - BHRTM- 2。BHRTM- 2在视窗系统下运行 ,带有 FEM网格捕捉器窗口可直观方便地设置注射口、溢料口和工艺参数 ,操作简单 ,能够模拟复杂边界制件的树脂流动充模过程、显示充模过程中任意时刻模腔内压力的分布场、流动前峰和预测充模时间及可能的干斑缺陷位置 ,为 RTM工艺设计与优化提供了有效技术手段。文中对 BHRTM- 2的模拟结果的正确性和可靠性进行了理论与实验验证。

关键词：复合材料 RTM 模拟仿真软件树脂传递模塑成型工艺充模过程

JO-9C小尺寸传爆药驱动飞片影响因素模拟仿真研究

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兵工学报 2020年第2期41卷 246-253页

作者：刘荣强聂建新焦清介徐新春北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 北京动力机械研究所北京100074

为优化传爆序列中传爆药驱动飞片性能,建立小尺寸传爆药驱动飞片作动的仿真模型,提出了一种获取传爆药爆轰产物JWL状态方程参数的计算方法。设计了典型传爆药JO-9C驱动飞片试验,验证了仿真模型和计算方法的准确性。提出了采用飞片速度... 详细信息

为优化传爆序列中传爆药驱动飞片性能,建立小尺寸传爆药驱动飞片作动的仿真模型,提出了一种获取传爆药爆轰产物JWL状态方程参数的计算方法。设计了典型传爆药JO-9C驱动飞片试验,验证了仿真模型和计算方法的准确性。提出了采用飞片速度和动能共同作为其效能评价的参量,研究装药结构、加速膛直径和飞片厚度等因素对飞片效能的影响规律。结果表明:装药长径比为1.5时可兼顾飞片速度与装药量;加速膛直径应不大于装药直径,可获得良好飞片形貌及较高飞行速度;飞片厚度过薄可能会出现断裂。以5 mm直径JO-9C装药结构为例,最优设计为:装药长径比为1.5,即装药高度为7.5 mm,加速膛直径为5 mm,飞片厚度为0.3 mm,此时飞片速度为1663 m/s,动能为51.79 J.

关键词：传爆药驱动飞片传爆序列 JWL状态方程模拟仿真

基于结构化模型驱动的稳控装置动作模拟仿真方法

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东南大学学报（自然科学版） 2011年第B09期41卷 74-78页

作者：汪马翔许剑冰徐泰山刘韶峰沈凤杰陈金国网电力科学研究院南京210003

提出了一种基于结构化模型驱动的稳控装置动作模拟仿真方法.通过对稳控装置模型的结构化,将其稳控策略组织为四元表形式(即故障、运行方式、潮流水平和控制策略),并将其控制策略分解为控制方式、控制量、控制量实施原则、控制对象队列... 详细信息

提出了一种基于结构化模型驱动的稳控装置动作模拟仿真方法.通过对稳控装置模型的结构化,将其稳控策略组织为四元表形式(即故障、运行方式、潮流水平和控制策略),并将其控制策略分解为控制方式、控制量、控制量实施原则、控制对象队列和约束5个基本元素,在此基础上归纳出直接型、顺序型、循环型和最优型四种基本的控制策略结构化模型.进一步通过对基本模型的灵活组态,实现了对复杂控制策略的结构化建模.基于结构化的稳控装置模型,仿真程序根据预想故障及电网实际运行方式,快速识别其控制策略,并将策略追加至仿真算例的计算场景中.多个工程的成功应用验证了本方法的正确性和实用性.

关键词：稳控装置结构化模型驱动模拟仿真