粒子群优化的RBF瓦斯涌出量预测

瓦斯涌出量是煤矿瓦斯灾害的主要来源,它直接影响煤矿安全生产和经济技术指标。瓦斯涌出量的传统预测方法是将其影响因素线性化后提出的,具有一定的局限性。本文基于群体智能理论,提出了一种基于粒子群算法优化的RBF神经网络瓦斯涌出量预测模型。研究表明RBF神经网络预测精度与网络权值和RBF参数初始值有很大关系,因此本文采用粒子群算法优化RBF网络权值和其他参数,形成PSO-RBF预测模型。该模型通过计算种群粒子的适应度,确定全局最优值,寻找网络参数的最优值。实验结果表明PSO-RBF优于传统的RBF预测模型,训练速度和预测精度显著提高。     

电除尘器线间距、线一板间距优化设计的研究

根据粉尘粒子在电场中荷电较快、沉降缓慢的特点,水文以收尘电场为目标函数建立线间距的优化模型;以料子有效驱进速度为目标函数建立线-板间距的优化模型。同时对优化模型进行实例模拟计算,对优化结果进行实验分析。并在此基础上提出了电除尘器电场结构参数设计的建议。     

电袋除尘器中荷电烟尘粒子在滤袋表面的堆积机理

电袋除尘器是在我国排放标准日趋严格的形势下应用而生的一种高效率除尘装置。本文运用静电学理论,结合电除尘和袋除尘技术的除尘机理,从理论和实验两方面,探讨了在电袋除尘器中荷电烟尘粒子在滤袋表面的堆积机理。研究结果表明,与未被荷电的烟尘粒子相比,荷电烟尘粒子由于斥力的作用,在滤袋表面堆积更为疏松,降低了过滤阻力。影响烟尘粒子在滤袋表面堆积的主要因素有斥力、粒径、粒子的电场驱进速度和过滤风速。     

锅炉尾部烟道阻力诊断及粉尘浓度分布影响

为研究电厂锅炉尾部烟道阻力分布情况,文章同时使用了实验测量手段与两相流数值模拟仿真手段,进行了比对分析研究。研究表明,实验测量得到的空预器出口至除尘器入口的烟道阻力平均值约705 Pa,数值计算得到的结果含粉尘情况下约609 Pa,计算结果比实验测量结果低了约14%,而水平烟道至除尘器入口的烟道实验测量的阻力平均值约425 Pa,数值计算得到的相应结果含粉尘情况下约408 Pa,二者数值相差约17 Pa,计算结果比实验测量结果低了约4%,这些差异可能是由于烟道积灰的情况造成的;气体粉尘两相流动的数值模拟结果表明,对于空预器出口至除尘器入口区域不含粉尘粒子的情况下烟道阻力约564 Pa,含粉尘粒子的情况下烟道阻力约609 Pa,粉尘带来的阻力增加约45 Pa,该差异占比不超过8%,对于水平烟道至除尘器入口区域不含粉尘粒子的情况下烟道阻力约375 Pa,含粉尘粒子的情况下烟道阻力约408 Pa,粉尘带来的阻力增加约33 Pa,该差异占比不超过9%,含粉尘计算结果与实验数据更为接近;流场分析发现,在拐角附近、联箱中、爬升段有复杂的漩涡运动,是烟道阻力主要产生的地方,且这些地方气流发生偏转流动,造成粉尘粒子的浓度出现不均匀分布,可以使用导流板的方式减小阻力,或者采用优化的烟道布局与构型。     

水力旋流器分离性能的分析与预测

本文介绍了水力旋流器中单锥旋流器的迁移率的计算模型.根据计算模型的计算结果预测了旋流器的操作条件对分离性能的影响.结果表明,流量与流体物性参数只改变分割尺寸d5o,不改变无因次迁移率曲线MP'与d/d50之间的关系;分流比也只改变d50而不改变MP'与d/d50之间的关系;而且在分流比小于28.6%时,分流比的变化对d50的影响不大.因此,通过改变分流比来改善旋流器的分离性能意义不大.改善旋流器的分离性能的有效方法是调节底流口与溢流口尺寸.本文的计算结果适用于分流比大于进口分散相浓度的场合.     

扬沸火灾发生时间预测模型的建立与应用分析

原油储罐扬沸火灾由池火灾发展而成,是一种危害性极大的事故.准确预测扬沸事故发生的时间,是扬沸机理研究中的难题之一.现有扬沸时间计算的通用模型由于没有考虑油品的粘性作用,计算结果误差较大.把扬沸火灾简化为无内热源的非稳态传热问题,在此基础上进行传热分析,进而推导出扬沸事故时间计算模型.设定了6组不同尺寸和不同充装水平的原油储罐池火灾,利用推导模型计算出了相应的扬沸事故发生时间.将计算结果与通用模型计算结果以及实验结果进行对比:该模型的准确性由于通用模型,计算结果与实验值误差较小,较为合理.研究结果对于扬沸火灾事故下消防人员的灭火救援的安全保障具有重要意义.     

线-网极配形式的静电场特征分析

静电除尘器的极配和电极形式是除尘器性能的决定因素,它能影响进入除尘器内粉尘的荷电和荷电粉尘的运动。为了解线-网静电极配结构的静电场,根据两种电晕极下的线-网静电极配结构的实验V-I曲线,对包含离子迁移率、除尘器结构几何参数的常数进行了反演,分析了不同电晕极与网状接地极构成的电极对下的电场电流密度特征。结果表明:两种线-网极配结构的V-I特性与经典线-管极配结构的V-I特性具有一致性;在高外加电压下,电晕电流的增加可能带来电晕线的温升,进而使离子迁移率增加;在高低两种外加电压状态下,两种电晕下的电场电流密度值差别是不同的。     

细尾矿砂非饱和渗流稳态含水率二维解析解

为准确描述非饱和细尾矿砂内部含水率的空间分布规律,采用解析方法求解了非饱和尾矿砂的二维Richards方程,探讨了解析求解过程中方程和求解区域简化的思路,介绍了非饱和细尾矿砂含水率空间分布的实验结果,采用混沌粒子群优化算法计算了求解过程中引入的常数。研究结果表明:解析解具有无穷级数的形式,且级数的系数具有很好的收敛性,非饱和细尾矿砂含水率在水平和竖直方向上的分布均近似服从指数函数,混沌粒子群优化算法的误差收敛性明显,利用解析模型得到的各点含水率计算值与实验测量值均符合的比较好。所得解析公式能够很好地描述非饱和细尾矿砂内部含水率的空间分布规律。     

公共场所人群聚集个人风险的研究

公共场所人群聚集的风险影响因素众多,其随机性和不确定性强,对风险进行定量比较困难.在前人研究的基础上,对事故进行分类,并根据事故发生概率和与其相应的概率分布,通过数学推导和参数补偿,提出了个人风险定量计算模型.最后以公共场所的部分事故统计资料为参考数据,阐述了该模型的使用方法和步骤,同时指出使用该模型过程中应该注意的问题.结果表明,该模型具有一定的合理性和准确性,对公共场所人群聚集安全具有一定的指导意义.根据模型的计算结果,建议一般公共场所个人风险的推荐值为4.50×10-7.     

涡旋型电除尘器收尘效率公式的研究北大核心

根据紊流传质原理,建立荷电粒子的输运方程,并结合边界条件求解输运方程,进而得到收尘效率公式。将涡旋电除尘器分段、粉尘粒径分级,结合凝并方程,推导得到考虑粉尘凝并情况下的收尘效率值。对比粉尘的理论计算电凝并收尘效率,多依奇计算收尘效率和实验收尘效率值可知,电凝并收尘效率略大于实验收尘效率,两者最大差值为3.7%;而多依奇计算收尘效率与实验收尘效率相差较大,两者最大差值为17.2%,可见,电凝并收尘效率公式的计算结果更接近实际。     

Modelling of dust lifting process behind propagating shock wave

Dust dispersion from a layer is a complicated problem, which has not been completely solved yet, especially if an Eulerian–Eulerian approach has to be used to model the two-phase dusty flow. In previous investigation, a phenomenological model of the dust dispersion process from a layer was developed, but the evaluation of the model revealed some weaknesses. In the current paper, the model of the dust dispersion process was presented and three improvements of the model were studied: Saffman force, Magnus force and particles collisions. The implementation of Magnus and Saffman forces into the code did not improve the numerical results and it was shown that it had very little influence on the dust lifting process, in case the phenomenological model of the layer is used. Some explanations were proposed in the paper. Besides, an empirical model of particles collisions was also added to the code and its influence on the results was studied. It was shown that the particles collisions model improved the obtained results, but further modifications are to be studied in the future.     

北京市火灾风险综合评估指标体系研究

针对北京市火灾的特点,通过对北京市1995—2004年的火灾统计资料的分析,结合我国火灾分类分级及前人的研究成果,建立了北京市火灾风险的多层次评估因素集。运用模糊数学的理论和方法,建立了火灾综合评估指标特征值、隶属函数及权重的确定方法。根据模糊综合评价原理,提出北京市火灾风险的模糊综合评估模型,并应用该模型进行实例分析。通过所建立的综合评估指标体系,可在消防管理中实现管理重点更加突出、力量部署更为合理、资源分配趋于最优,对北京市综合减灾目标的实现,具有重要的参考意义。     

基于高斯过程机器学习算法的矿柱稳定性分析

矿柱是地下矿山支撑顶板围岩、维持采场稳定的关键结构要素。为迅速准确地判别矿柱稳定性,选取矿柱宽度、矿柱高度、矿柱宽高比、矿岩单轴抗压强度和矿柱承受载荷作为影响指标,利用高斯过程机器学习算法建立矿柱状态与其主要影响因素之间的非线性映射关系,进而提出一种基于高斯过程二元分类(GPC)的矿柱状态识别模型。结合工程实例,以40组样本数据进行训练,以10组样本数据对该模型进行检验,并与ANN和SVM进行对比。结果表明,矿柱状态识别的高斯过程模型是科学可行的,该模型具有参数自适应化获取、分类精度高、计算复杂度低等优点,还可对矿柱状态判别结果的不确定性或可信度进行定量化评价。     

颗粒煤的多扩散系数瓦斯解吸模型及扩散参数反演研究

为研究颗粒煤瓦斯解吸规律,基于Fick定律建立了颗粒煤的多扩散系数瓦斯解吸 模型,完成了颗粒煤瓦斯解吸模型的数值试验。引入了非负约束最小二乘法反演算法（ NNLS）,通过试验数据反演得出颗粒煤的扩散参数的B谱,从而确定出颗粒煤瓦斯扩散 系数D的准确范围。研究结果表明:颗粒煤瓦斯解吸符合Fick扩散定律,颗粒煤的多扩 散系数瓦斯解吸模型能很好地解决单一扩散系数模型的扩散系数随时间衰减的问题,准 确反映了颗粒煤瓦斯解吸规律,单一扩散系数瓦斯解吸模型只是多扩散系数瓦斯解吸模 型的一个特例;NNLS是一种有效的反演算法,利用NNLS方法可以准确反演出颗粒煤瓦斯 解吸过程中的扩散参数的B谱,通过B谱可方便计算出颗粒煤的瓦斯扩散系数。     

灾变预测在火灾预测中的应用

简述了灰色理论中灾变预测的特点及其建模过程，并将其应用于湖南省和山东省火灾预测之中。经检验，模型的精度等级为好，模型的预测结果可靠，对于消防部门火灾的预测有一定帮助。     

Alveolar Macrophage (AM) Mobility Reduction as a Result of Long-Term Exposure to High Dust Concentration in Inhaled Air

The influence of high concentration of insoluble particles in inhaled air on the alveolar macrophage (AM) mobility is analyzed. Kinetics of phagocytosis and the mobility of AM as a function of overloading is proposed. Three patterns of AM displacement on the surface of alveolus are distinguished depending on the loading of the surface with insoluble deposits, namely, directional being a result of surfactant activity, directional with a chemotactic bias, and purely random. The exit time of AM from alveolus under overloading is calculated.     

人群密度对人群拥挤事故的影响

为了研究公共场所的人群密度与拥挤事故的发生概率.基于连续人群流动模型,从人群密度角度探讨了人群拥挤事故发生的机理.由于不同民族个体生理尺寸的差异,人群最大忍受密度不同,以此作为判断人群拥挤事故的标准,并结合我国情况提出我国人群最大忍受密度为9人/m2.最后模拟了某个拥挤事故场景,用该模型对其进行拥挤事故分析.结果表明,连续人群流动模型可以用于预测拥挤事故的发生,对预防和控制人群拥挤事故具有一定的指导意义.     

Triboelectric charging behavior of wood particles during pellet handling processes

Electrostatic charges accumulated on wood particles through triboelectrification during their transportation and handling processes can cause hazardous electrical discharge which may further trigger dust explosion. In this work, tribo-charging behavior of different kinds of wood particles was investigated by a vibrating plate charging method. It was found that reduction in the work function difference between contact bodies might contribute to the reduction of tribo-charge generation, while the reduction of electrical resistivity of wood pellets could effectively accelerate the charge dissipation. As the particle size decreases, accumulated charges increase significantly. In contrast, higher moisture content of wood particles leads to lower charge accumulation due to an accelerated charge dissipation rate. Tribo-charging behaviors of white pellets, torrefied pellet, steam treated pellets and dark pellets have also been investigated. Compared to the white pellets, they all have shown a reduction on charge accumulation to some extent. However, results suggested that all of them have nearly equivalent tribo-charge density as coal and wheat grains used as references in this study.     

低渗非达西多相渗流的数值模拟分析

从低渗介质渗透率与压力梯度的关系出发建立数值模型,修正已有数值模拟器的渗透率项进行功能扩展,并给出计算实例.结果表明,在其他条件相同情况下,启动压力梯度越大,相同时间内的累积采油量、累积注水量越小,反之越大.启动压力梯度越大,渗流规律越偏离达西定律.本文建立的模型比传统模型更能准确反映低渗介质中的渗流特征.