Flomerics软件优化散热设计

Flomerics软件优化散热设计

作者：flomerics

使用Flotherm仿真优化证实气体可以冷却2kW IGBT模块

随着集成电路不断被认为能提供更多核心和更快时钟速度,它们也被要求具备更强散热能力.添加微处理器,以成倍的指定时钟速度运行,从而获得性能优势,生产出为大部分市场所研发的产品.而且,由于系统有不同散热需求,散热管理挑战日益增多.因此,产生的疑问是:这些系统中性能最强大的系统能否利用气体散热.作为主要选择,液体冷却能处理温度较高的热载荷,但价格相当昂贵,比起气冷面临更高维护挑战。

图1:这是一种IGBT模块,安装在平行板式铝制散热器上

位于加州San Diego的Amulaire 热技术公司,提供定制设计和散热产品服务,最近其工程师对备用100千瓦IGBT模块的冷却方式进行评估,散热量达两千瓦。

图2:此图显示的是从芯片结到散热器表面的热阻堆栈

冷却两千瓦集成电路

Amulaire开始量化该挑战,并侧重于散热量达2千瓦的100千瓦IGBT功率模块,因为这样的模块是转换器和逆变器电路常用的配置.IGBT主要用作电源和电机驱动应用中循环电路和逆变器电路中静态和动态间的转换.IGBT三维多层封装的出现能有助于实现更高的可靠性,降低电噪声和成本.不过,这种方法将电子模块更紧密地结合在一起,增加了热通量和热密度.

在以上提到的任一应用中,一旦功耗部件生成,其使得半导体温度升高,开关总功耗增加.这些装置的最高结温通常是150℃,然而较低的温度能提高产品可靠性.传统上的选择一直是气冷式散热器,但由于一些军事和商业应用要求达到数兆千瓦,散热器已由铝制改为铜制,并由于气冷式散热器感应能力的限制,液冷散热器又取代了气冷式散热器.

图3:优化过程中散热器热阻值降低

在Amulaire,我们利用Flomerics 公司的Flotherm计算流体动力(CFD)软件,对不同假设情况下的IGBT进行散热器优化设计.我们选择该软件包的主要原因是它可以自动优化散热器设计或其他任何方面的热管理.以成本函数的形式,在关键参数变化范围内,用户只需定义设计目标.软件自动生成和运行所需模拟量,以探究最佳成本效益下的整个设计空间.分别运行所有的不同组合,然后Flotherm生成响应界面,显示设计目标值.

图4:优化响应界面,结合设计目标使工程师能够将完整的互动设计可视化

优化散热器设计

流体分析和散热器优化,以界定IGBT散热器风扇组件的限度范围.电力电子电路采用直接键合式铜技术,该技术利用带有铜制散热器的电子模块.将模块式散热组件和使用热油脂接口的散热器通过螺栓连接在一起.锻铝(型号为6061-T6)制散热器被用来优化启动点.代表comair rotron模型mt12b3轴流风机的风扇曲线提供了通过导管式散热器的强迫对流情况.该风扇具有的最大气流量达0.1415立方米每秒(cmps)(300cfm),最大静压力达206帕斯卡(水下0.811英寸.).循序优化求解被用来优化翅片数量,翅片厚度和基本轴向厚度.因为仿真中应用到的风扇曲线,流量,流速和压力降受到这些设计参数的影响.

从10个翅片开始,一个翅片的厚度为0.4毫米,基本轴向厚度为4毫米,优化过程中允许在正负30%范围内调整变量.如果优化变量处于范围内最低或最高点,从以往优化值开始,另外运行十次求解.如果优化值没有达到最小或最大值,则在正负10%范围内另外运行十次求解.如果始于同一点进行第二次运行后,优化值不变,则在正负5%范围内开始运行20次求解.如果优化值还是不变,则认为求解完成.

图5:该图表显示的是各类散热器扩展电阻间的比较

证明气冷式散热能力足够

铝制散热器的优化体现铝的极限性.最终得到的是厚度为54毫米,60厘米x60厘米,拥有127个厚度为1.21毫米翅片的铝制散热器.采用先前描述的风扇曲线,其得到的气流量为

0.08672立方米每秒(184立方米每分钟),压力降为84.1帕斯卡(水下0.331英寸.),面积为15.6平方米.总的传热系数约为1.501 Wpm2 K,其导致温度升高85.4℃,热阻值为0.0427度CpW.从结到散热器,使用热电阻,其规定周围环境温度为50度,而结温约为184度,这显然不能被接受.

该仿真结果表明,由于扩展电阻性的影响,不论芯片大小,铝制散热器都无法对其实现散热:所制造的铝制散热器越大,由于扩展电阻性,效率也越低。

图6 表明从铝制,然后到铜制,再到蒸汽腔体散热器,整体性能不断提高

与铝相比,铜的热导率有大幅度提高,因此在其应用中,性能自然也更高.优化表明:40厘米x 40厘米x 10厘米的铜制散热器能满足温度要求.问题是对于绝大多数应用来说,其重量过大.

由此认识到,在该应用中,扩展电阻性是需要克服的难题,对此,Amulaire公司的工程师尝试采用带有铜制翅片的蒸汽腔体散热器.蒸汽腔体是板形热管,可用作散热器的底板,能使热量更有效地通过平面,减少热源的扩展电阻.而且,蒸汽腔体也更便宜,更简易,比起液冷系统可靠性更高.优化表明通过减少扩展电阻性,更有效地利用散热器的外部空间,蒸汽腔体将散热器的尺寸缩小至20厘米x 20厘米x 10厘米.因此,这又将散热器的重量减少至9公斤或20磅左右,其深为大多数应用所接受,其性能同液冷系统一样.

热仿真和自动优化技术的关键在于我们能够证明众多关于铝制散热器中高功率芯片的散热问题可能是源于材料的高扩展电阻性.他们还表明,虽然铜已有了很大改进,但在要求较高的应用中重量又是个问题.蒸汽腔体能提供更低的扩展电阻性,因此,它能更充分地利用散热器的所有空间。

通风系统优化方案

通风系统优化方案 平禹煤电公司一矿 编制：陈占旭 2009年5月8日

一、矿井概况 平禹一矿位于禹州市北9km，郑平公路两侧。井田西起小王庄断层，东至315勘探线，北至二1煤层露头及魏庄断层为界，南到黑水河断层、肖庄断层，即-800m水平，东西长8km，井田面积10.5km2。 平禹一矿始建于1969年，1976年10月投产。设计生产能力60万吨/年，经过多次技术改造，2005年实际生产能力达100万吨/年，矿井二1、二3两层煤。主采二1煤层，煤厚0.99—12.55m，平均5.69m，一般4.0---7.0m，井田西北有一条封闭型的断层，造成局部瓦斯富存量较大，在开采过程中，由于二1、二3煤层间距较小，易出现未采煤层瓦斯释放到开采煤层的现象；二3煤层较薄平均厚度在1.8m左右。 矿井为低瓦斯矿井。 平禹一矿，地质构造处于白沙向斜的东北部。矿区北、西、南三面环山，为一向东南开阔的“箕形”向斜汇水盆地。多次受水灾的危害，造成矿井巷道普遍压力大，巷道变形快，有效通风断面小，通风阻力大，维护周期短。目前矿井正处于东区水灾复矿阶段。 矿井运输、回风大巷、采区上、下山及车场采用砌硂、U型钢、裸巷、锚喷、锚网、工字钢等多种支护形式，由于受压力和顶板（顶板破碎严重）条件影响，巷道变形较大，

一定程度上影响通风。 矿井目前的通风系统为中央边界抽出式，主要通风机为FBCDZNo26型对旋式，一台使用，一台备用，转速740r/min,风机叶片安装角度为-9/-9o,配用电机功率为2*355KW，两条立井进风和一条斜井进风，一条并联回风斜井:1、新鲜风流由副井（主井）进入主石门、东西大巷，经采区运输上山供给各采面、掘进工作面，乏风流经采区轨道上山进入采区回风巷，经风井由主要通风机抽出地面。2新鲜风流由明斜井进入三采区，经采区运输上山供给各采面、掘进工作面，乏风流经采区轨道上山进入采区回风巷，经风井由主要通风机抽出地面。掘进工作面采用局部通风机压入式通风。 二、矿井通风系统优化改造的必要性 平禹一矿目前总进风量为5416m3/min,总回风量5703m3/min（风速为9.70 m3/s，超过最高允许风速8m3/s），风机房水柱记读数为3000Pa。主石门的供风量为3547m3/min（风速为6.03m3/s，接近最高风速8m3/s），明斜井的供风量为1869m3/min（风俗为3.80m3/s）。 东翼实际进风量为2629m3/min。设计风量为（各地点）1160*（通风系数）1.2+300（一采区下车场至明斜井之间避免出现盲巷和风路絮乱情况）=1692m3/min。目前有效用风地点为2个扒修工作面（三皮带下山扒修需风量为

YJK软件的优化设计

Y J K软件的优化设计Prepared on 21 November 2021

一、当前软件(PKPM)主要问题 1、计算模型落后甚至不正确的若干方面 2、采用的算法不完全满足规范要求的若干方面 3、采用的过于简化的计算模型的若干方面 4、设计观念已经落后的若干方面 5、计算模型粗放忽略了结构有利要素的若干方面 6、涉及优化的关键环节缺失的若干方面 7、不开放接口的封闭观念 1、计算模型落后甚至不正确的若干方面 （1）基础筏板、桩筏或桩承台有限元计算常给出配筋异常大的结果（2）楼板按照单房间的导致支座钢筋偏大； （3）基础冲切计算流程错误导致筏板承台厚度过大； （4）承台独基与地基梁的重复计算造成重复布置 2、采用的算法不完全满足规范要求的若干方面 （1）剪力墙边缘构件配筋的单肢配筋方式配筋过大或不够； （2）柱剪跨比按简化计算方法常导致短柱过多超限过多； （3）型钢混凝土柱的配筋按不同规程才可优化 3、采用的过于简化的计算模型的若干方面 （1）对弹性时程分析结果只能作全楼统一的地震作用放大； （2）对活荷载的折减系数、重力荷载代表值系数只能设置全楼统一的数值； （3）施工模拟计算不能胜任目前多种工程需要； （4）转换梁按照梁杆件计算模型导致易发生抗剪抗弯超限； （5）地下室外墙的计算模型不合理导致地下室外墙过大的配 筋设计； （6）基础考虑上部楼层刚度的计算不全面； 4、设计观念已经落后的若干方面 认为梁设计时考虑楼板的壳元计算减少梁的配筋偏于不安全 5、计算模型粗放忽略了结构有利要素的若干方面 （1）地下1层以下地下室的不需按抗震设计； （2）梁配筋计算没有考虑支承梁的柱的宽度影响； （3）应正确区分框架梁与非框架梁； 6、涉及优化的关键环节缺失的若干方面 （1）基础承载力验算；

系统优化设计模拟

系统优化设计 一．填空（３０分） １.系统工程是用于系统设计、实现、技术管理、运行使用和退役的专业学科方法论。 ２.系统工程师在引导系统架构的开发、需求的定义和分配、设计方案的评价与权衡、系统间技术风险均衡、系统接口的定义与评估、验证和确认活动的全面监督，以及许多其他任务中起关键的作用。３.在NPR7123.1《NASA系统工程流程和需求》中包括三类技术流程：系统设计、产品实现及技术管理。 ４.对飞行和地面保障项目，NASA寿命周期的两个阶段又分为以下7个递进阶段： ●Ａ前阶段：概念探索（即确定确定可行备选方案）。 ●阶段Ａ：概念研究和技术开发（即项目定义，明确和组织必要的 技术）。 ●阶段B：初步设计和技术完善（即建立初步设计方案，开发必要 的技术）。 ●阶段Ｃ：详细设计和制造（即完成系统设计，进行组件的建造／ 编码）。 ●阶段Ｄ：系统组装、集成、试验和投产（即集成组件，验证系统， 系统投入生产并准备运行使用）。 ●阶段E：运行使用与维护（即运行与维修系统）。 ●阶段Ｆ：退役处置（即处置系统，分析数据）。

５.产品交付流程：产品实施、产品集成、产品验证、产品确认、产品交付。 ６.产品验证流程分为５个主要步骤：（１）验证计划（准备实施验证的计划）； （２）验证准备（准备进行验证）；（３）执行验证（进行产品验证）；（４）分析验证结果；（５）获得验证工作产品。 ７.技术管理：技术规划、需求管理、接口管理、技术风险管理、技术状态管理、技术数据管理、技术评估、决策分析。 二．（３０分） Ａ．直升机的主动防御系统 Ｂ．坦克的主动防御系统 三．简答题（２０分） Ａ．系统设计的关键 Ｂ．系统设计各流程间相互关系 Ｃ．产品实现流程图 Ｄ．产品实现的关键 四．（１０分） 运用系统工程的方法简述对系统总师的认识

实验六PID控制系统参数优化设计

实验六 PID 控制系统参数优化设计 一．实验目的： 综合运用MATLAB 中SIMULINK 仿真工具进行复杂控制系统的综合设计与优化设计，综合检查学生的文献查阅、系统建模、程序设计与仿真的能力。 二．实验原理及预习内容： 1．控制系统优化设计： 所谓优化设计就是在所有可能的设计方案中寻找具有最优目标（或结果）的设计方法。控制系统的优化设计包括两方面的内容：一方面是控制系统参数的最优化问题，即在系统构成确定的情况下选择适当的参数，以使系统的某些性能达到最佳；另一方面是系统控制器结构的最优化问题，即在系统控制对象确定的情况下选择适当的控制规律，以使系统的某种性能达到最佳。 在工程上称为“寻优问题”。优化设计原理是“单纯形法”。MATLAB 中语句格式为：min ('')X f s =函数名，初值。 2．微分方程仿真应用：传染病动力学方程求解 三．实验内容： 1．PID 控制系统参数优化设计： 某过程控制系统如下图所示，试设计PID 调节器参数，使该系统动态性能达到最佳。（习题5-6） 1020.1156s s e s s -+++R e PID Y 2．微分方程仿真应用： 已知某一地区在有病菌传染下的描述三种类型人数变化的动态模型为 11212122232 3(0)620(0)10(0)70X X X X X X X X X X X X ααββ?=-=?=-=??==?

式中，X 1表示可能传染的人数；X 2表示已经得病的人数；X 3表示已经治愈的人数；0.0010.072αβ==；。试用仿真方法求未来20年内三种人人数的动态变化情况。 四．实验程序： 建立optm.m 文件： function ss=optm (x) global kp; global ki; global kd; global i; kp=x (1); ki=x (2); kd=x (3); i=i+1 [tt,xx,yy]=sim('optzwz',50,[]); yylong=length(yy); ss=yy(yylong); 建立tryopt.m 文件： global kp; global ki; global kd; global i; i=1; result=fminsearch('optm',[2 1 1]) 建立optzwz.mdl:

矿井通风系统的优化设计与应用

矿井通风系统的优化设计与应用 鉴定材料 临沂矿业集团邱集煤矿

二?一?年四月 1、鉴定大纲 2、计划任务书 3、工作报告 4、技术研究报告 5、社会经济效益分析报告 6、用户使用报告

矿井通风系统的优化设计与应用 鉴定大纲 临沂矿业集团邱集煤矿 二?一0年四月

矿井通风系统的优化设计与应用 鉴定大纲 一、鉴定条件 《矿井通风系统的优化设计与应用》项目是临沂矿业集团公司2010 年度科技计划，由山东省邱集煤矿研究实施，经过应用测试，各项性能指标均达到设计要求。目前，技术文件已经齐全，应用后效果明显才，具备了鉴定条件。特申请鉴定。 二、项目名称 矿井通风系统的优化设计与应用 三、项目来源及编号 临沂矿业集团公司2010年度科技计划 四、鉴定目的 通过专家评议做出结论，以便进行推广应用。 五、鉴定形式 会议鉴定 六、鉴定内容 1、审查技术文件是否齐全、完整、正确、统一。 2、评价系统是否科学、合理、先进。 3、审查改造后的系统是否满足安全生产需要。 七、鉴定资料文件 1、计划任务书； 2、工作报告； 3、技术研究报告； 4、经济效益分析报告； 5、用户使用报告。

八、鉴定程序 1、成立鉴定委员会； 2、讨论并通过鉴定大纲； 3、项目完成单位向鉴定委员会汇报研究开发情况； 4、专家质疑； 5、专家评议，通过鉴定意见； 6、专家、评委签字。 鉴定委员会二0—0年四月

编号 类另U 二O一O年科学技术项目 计划任务书 项目名称：矿井诵风系统的优化设计与应用 负责单位：临沂矿业集团邱集煤矿起止年限：2006 年5月?2010 年4月

YJK软件的优化设计

一、当前软件(PKPM)主要问题 ? 1、计算模型落后甚至不正确的若干方面 ? 2、采用的算法不完全满足规范要求的若干方面 ? 3、采用的过于简化的计算模型的若干方面 ? 4、设计观念已经落后的若干方面 ? 5、计算模型粗放忽略了结构有利要素的若干方面 ? 6、涉及优化的关键环节缺失的若干方面 ? 7、不开放接口的封闭观念 1、计算模型落后甚至不正确的若干方面 ?（1）基础筏板、桩筏或桩承台有限元计算常给出配筋异常大的结果?（2）楼板按照单房间的导致支座钢筋偏大； ?（3）基础冲切计算流程错误导致筏板承台厚度过大； ?（4）承台独基与地基梁的重复计算造成重复布置 2、采用的算法不完全满足规范要求的若干方面 ?（ 1）剪力墙边缘构件配筋的单肢配筋方式配筋过大或不够； ? （ 2）柱剪跨比按简化计算方法常导致短柱过多超限过多； ? （ 3）型钢混凝土柱的配筋按不同规程才可优化 3、采用的过于简化的计算模型的若干方面 ? （ 1）对弹性时程分析结果只能作全楼统一的地震作用放大； ? （ 2）对活荷载的折减系数、重力荷载代表值系数只能设置全楼统一的数值； ? （ 3）施工模拟计算不能胜任目前多种工程需要； ? （ 4）转换梁按照梁杆件计算模型导致易发生抗剪抗弯超限； ? （ 5）地下室外墙的计算模型不合理导致地下室外墙过大的配 筋设计； ? （ 6）基础考虑上部楼层刚度的计算不全面； 4、设计观念已经落后的若干方面 ? 认为梁设计时考虑楼板的壳元计算减少梁的配筋偏于不安全 5、计算模型粗放忽略了结构有利要素的若干方面 ? （ 1）地下1层以下地下室的不需按抗震设计； ? （ 2）梁配筋计算没有考虑支承梁的柱的宽度影响； ? （ 3）应正确区分框架梁与非框架梁； 6、涉及优化的关键环节缺失的若干方面 ? （ 1）基础承载力验算；

安卓性能优化方案

随着技术的发展，智能手机硬件配置越来越高，可是它和现在的PC相比，其运算能力，续航能力，存储空间等都还是受到很大的限制，同时用户对手机的体验要求远远高于PC的桌面应用程序。以上理由，足以需要开发人员更加专心去实现和优化你的代码了。选择合适的算法和数据结构永远是开发人员最先应该考虑的事情。同时，我们应该时刻牢记，写出高效代码的两条基本的原则：（1）不要做不必要的事；（2）不要分配不必要的内存。 我从去年开始接触Android开发，以下结合自己的一点项目经验，同时参考了Google的优化文档和网上的诸多技术大牛给出的意见，整理出这份文档。 1. 内存优化 Android系统对每个软件所能使用的RAM空间进行了限制(如：Nexus o ne 对每个软件的内存限制是24M)，同时Java语言本身比较消耗内存，d alvik虚拟机也要占用一定的内存空间，所以合理使用内存，彰显出一个程序员的素质和技能。 1) 了解JIT 即时编译（Just-in-time Compilation，JIT），又称动态转译（Dynamic Translation），是一种通过在运行时将字节码翻译为机器码，从而改善字节码编译语言性能的技术。即时编译前期的两个运行时理论是字节码编译和动态编译。Android原来Dalvik虚拟机是作为一种解释器实现，新版

（Android2.2+）将换成JIT编译器实现。性能测试显示，在多项测试中新版本比旧版本提升了大约6倍。 详细请参考https://www.wendangku.net/doc/ba14277869.html,/cool_parkour/blog/item/2802b01586e22cd8a6ef3f6b. html 2) 避免创建不必要的对象 就像世界上没有免费的午餐，世界上也没有免费的对象。虽然gc为每个线程都建立了临时对象池，可以使创建对象的代价变得小一些，但是分配内存永远都比不分配内存的代价大。如果你在用户界面循环中分配对象内存，就会引发周期性的垃圾回收，用户就会觉得界面像打嗝一样一顿一顿的。所以，除非必要，应尽量避免尽力对象的实例。下面的例子将帮助你理解这条原则： 当你从用户输入的数据中截取一段字符串时，尽量使用substring函数取得原始数据的一个子串，而不是为子串另外建立一份拷贝。这样你就有一个新的String对象，它与原始数据共享一个char数组。如果你有一个函数返回一个String对象，而你确切的知道这个字符串会被附加到一个Stri ngBuffer，那么，请改变这个函数的参数和实现方式，直接把结果附加到StringBuffer中，而不要再建立一个短命的临时对象。 一个更极端的例子是，把多维数组分成多个一维数组： int数组比Integer数组好，这也概括了一个基本事实，两个平行的int数组比(int,int)对象数组性能要好很多。同理，这试用于所有基本类型的组合。如果你想用一种容器存储(Foo,Bar)元组，尝试使用两个单独的Foo[]

工程控制网模拟计算分析与优化设计

一、目的与要求 1.通过实践环节，培养运用本课程基本理论知识的能力，学会分析解决工程技术问题；加深对课程理论的理解和应用，提高工程测量现场服务的技能。 2.掌握工程测量地面控制网模拟设计计算的基本理论和方法，对附合导线进行设计、模拟计算、统计分析和假设检验，对结果进行分析，发现附合导线存在的问题，提出相应得对策，通过与边角网模拟计算结果的比较，加深对地面控制网的精度和可靠性这两个重要质量指标的理解。 3.掌握基于观测值可靠性理论的控制网优化设计方法，能根据工程要求独立布设地面控制网并进行网的模拟优化设计计算。 4.掌握COSA系列软件的CODAPS（测量控制网数据处理通用软件包）的安装、使用及具体应用。 二、内容与步骤 2.1附合导线模拟计算 2.1.1模拟网的基本信息 网类型和点数：附合导线、全边角网，9个控制点。 网的基准：附合导线为4个已知点、全边角网取1个已知点和1个已知方向。 已知点坐标：自定 待定点近似坐标：自定 边长：全边角网1000 ～ 1500m 左右，附合导线 400～ 500m 2.2计算步骤 1.人工生成模拟观测方案设计文件“导线数据.FA2”在主菜单“新建”下输入等边直伸导线的模拟观测数据，格式按照 COSA2 的规定输入，另存为“导线数据.FA2”。文件如下： 1.8,3,2 D1,0,1261.778,671.640

D2,0,997.212,1086.813 D3,1,1242.007,1542.800 D4,1,1027.823,2001.479 D5,1,1258.483,2496.456 D6,1,1071.641,2921.460 D7,1,1226.964,3367.157 D8,0,1031.118,3795.525 D9,0,1114.036,4306.353 D2 L:D1,D3 S:D3 ………… 2.主菜单“设计”栏的下拉菜单，有三项子菜单项，单击“生成正态标准随机数”，将弹出一对话框，要求输入生成随机数的相关参数。第一个参数用于控制生成不相同的随机数序列，其取值可取1-10的任意整数；第二个参数即“随机数个数”只能选200，400或500，即最多可生成500个服从（0,1）分布的正态随机数。系统对所生成的随机数按组进行检验，检验通过就存放在RANDOM.DAT文件中。该文件中的随机数用于网的模拟计算时生成在给定精度下的模拟观测值。 3.生成平面网初始观测值文件“导线数据.IN2”单击“生成初始观测值文件”，选择“平面网”，在弹出的对话框中选择文件“导线数据.FA2”，则自动生成初始观测值文件“导线数据.IN2”。如下： 1.800,3.000, 2.000,1 D1, 1261.778000, 671.640000 D2, 997.212000, 1086.813000 D8, 1031.118000, 3795.525000 D9, 1114.036000, 4306.353000 D2 D1,L,0.0000 D3,L, 119.155092 D3,S, 517.543047 D3 D2,L,0.0000 D4,L, 233.153520 D2,S, 517.537413 D4,S, 506.224731

通风系统优化方案

xxxxxx煤业有限公司 2014年通风、抽放系统优化方案 科长： 分管领导： 通风科 2013-11-19

2014年通风系统优化方案 为进一步完善通风系统，保证矿井通风系统完善、合理、稳定可靠，现根据我公司井下通风系统现状，特制定2014年矿井通风系统优化调整方案。 一、矿井通风基本情况 矿井采用两翼对角抽出式和采区小风井独立进、回风相结合的通风系统。进风井有三个，即主井、副井和12区进风井；回风井有三个，即11区、12区、14区回风井。我公司为高瓦斯矿井。 11区回风井担负11采区上、下山及15采区开拓供风，12区回风井担负12采区供风，14区回风井担负14采区供风。11区回风井安装FBCDZ№.18-2×110型主通风机两台，电机功率为2×110Kw；12区回风井安装FBCDZ№.16/2×55型主通风机两台，电机功率2×55Kw/台；14区回风井安装FBCDZ№.18-2×110型主通风机两台，电机功率分别为2×110Kw；每个风井两台主通风机，互为备用。 矿井等积孔2.85m2，通风难易程度为容易，总进风量为6258m3/min，矿井总回风量为6387m3/min，矿井有效风量为5810m3/min。现11采区及14采区风量、负压不匹配。 二、系统优化的目的 减小通风阻力、提高通风能力，力求通风系统简单可靠，

提高矿井防灾、抗灾能力，确保矿井安全生产。 三、通风系统存在的问题 （一）部分采区通风负压大，其原因是： 1、11区、12区、14区的主要进、回风巷部分段巷道喷浆层脱落、巷道底板隆起，造成巷道断面小、回风阻力大。 2、15采区未形成独立的通风系统，现15采区通风采取压入式通风，风机安设在11采区大煤仓向东35米处，增加了11采区的通风负担，使11采区通风负压偏大。 3、我公司属典型的“三软”煤层，工作面上下巷巷道受采动影响极易底鼓、变型。 （二）采区变电所未形成独立通风系统： 1、15采区未形成独立通风系统。 2、12区、14区采区变电所目前没有形成独立的通风系统。 四、通风系统优化方案和计划 针对以上问题，特制定矿井通风系统优化改造方案： （一）通风系统主要优化方案 1、矿井主要进回风巷道局部地段变形严重，影响巷道的通风断面，增加了通风阻力，需要对其进行扩修。2012年对矿井主要进回风巷扩修了1200米；2013年截至目前已扩修了750米，预计年底完成850米；2014年计划对矿井主要进回风巷进行扩巷降阻1050米。

通风系统优化

平禹煤电有限责任公司一矿通风系统优化分析报告 河南理工大学 平禹煤电有限责任公司一矿 二O一O年五月

平禹煤电有限责任公司一矿 通风系统优化分析报告 课题组主要成员名单： 河南理工大学： 平禹煤电有限责任公司一矿：

目录 1 矿井概况 (3) 2通风系统优化分析 (4) 2.1矿井通风系统分析概述 (4) 2.2矿井通风系统优化设计的原则和指导思想 (5) 2.3平禹煤电有限责任公司一矿通风系统优化技术路线 (6) 2.4 对通风网路分支风量及风阻值测算结果的评价 (6) 2.5 平禹一矿新风井风机选型 (7) 2.6 平禹一矿通风系统优化分析 (7) 3. 结论 (16) 附件Ⅰ——矿井通风系统图和网络图 (17) 附件Ⅱ——解网数据文件 (21)

1 矿井概况 平禹煤电有限责任公司一矿（原新峰矿务局一矿，以下简称平禹一矿），1969年9月开始建井，1976年10月正式投产，建有一对竖井和一对斜井。设计生产能力60万吨/年，1991年生产能力为20～30万吨/年；至2005年9月，实际生产能力达100万吨/年；2005年10月19日，位于东大巷扩砌处，底板突水最大涌水量达38056m3/h，造成本矿淹井。经数月注浆堵水及排放工作，与2006年6月恢复生产。 采掘范围内，二1煤层厚度大部比较稳定，一般厚5～8m，最大厚度达14m，结构简单，偶含一薄层泥岩夹矸，顶板大部为泥岩、砂质泥岩，局部直接顶为砂岩，底板为砂质泥岩或细粒砂岩。二3煤层大部厚2.0m。1981年3月上旬，二采区轨道上山二1煤层曾发生自燃，1982年该处冒顶后再次发生自燃，1985年7月7日，+30m总回风巷掌子面突水，最大流量2375 m3/h；矿井历年瓦斯相对涌出量1.33～14.23/t.d,绝对瓦斯涌出量0.30～11.19m3/min,属低瓦斯矿井。 矿区内含煤地层为石灰系上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组，含煤地层总厚705m，太原组为一煤组，山西组为二煤组，下石盒子为三、四、五、六煤组，上石盒子组分七、八、九煤组。含煤总厚39.72m，含煤系数为5.63%。其中山西组下部的二1煤层全区可采，二3煤层为大部可采，下石盒子组的四6煤层为局部可采，上石盒子组的七4煤层为大部可采煤层，其他煤层不可采或偶尔可采。可采煤层总厚9.0m，可采含煤系数1.28%。 二1煤层位于山西组下部，下距太原组顶部硅质泥岩或菱铁质泥岩4.50m左右，距太原组下部L4石灰岩55.50m，距本溪组铝土质泥岩68.50m左右；上距香炭砂岩23.00m 左右，距砂锅窑砂岩64.00m左右。煤层埋深140.00m～1090.00m，煤层底板标高为+25m～-950m。 二1煤层直接顶板岩性多为泥岩、砂质泥岩，其次为细～中粒砂岩。老顶大多为灰白色、浅灰色厚层状中～细粒石英长石砂岩（大占砂岩）；泥岩或砂质泥岩多为深灰～灰色，水平层理，富含植物叶化石，较松软，与二1煤层为明显接触，局部为炭质泥岩伪顶，呈过度接触。 二1煤层底板为黑色泥岩或粉砂岩，含植物根化石和黄铁矿结核，具透镜状层理、波状层理和水纹层理，遇水易膨胀，受击打呈楔形碎裂。

运用ANSYS Workbench快速优化设计

运用ANSYS Workbench快速优化设计 摘要：从易用性和高效性来说AWE下的DesignXplorer/VT模块为优化设计提供了一个几乎完美的方案，CAD模型需改进的设计变量可以传递到AWE环境下，并且在DesignXplorer/VT下设定好约束条件及设计目标后，可以高度自动化的实现优化设计并返回相关图表。本文将结合实际应用介绍如何使用Pro/E和ANSYS软件在AWE环境下如何实现快速优化设计过程。 关键词：有限元分析、集成、ANSYS Workbench 1 前言 ANSYS系列软件是融合结构、热、流体、电磁、声于一体的大型通用多物理场有限元分析软件，在我国广泛应用于航空航天、船舶、汽车、土木工程、机械制造等行业。ANSYS Workbench Environment（AWE）是ANSYS公司开发的新一代前后处理环境，并且定为于一个CAE协同平台，该环境提供了与CAD软件及设计流程高度的集成性，并且新版本增加了ANSYS很多软件模块并实现了很多常用功能，使产品开发中能快速应用CAE技术进行分析，从而减少产品设计周期、提高产品附加价值。 现今，对于一个制造商，产品质量关乎声誉、产品利润关乎发展，所以优化设计在产品开发中越来越受重视，并且方法手段也越来越多。从易用性和高效性来说AWE下的DesignXplorer/VT模块为优化设计提供了一个几乎完美的方案，CAD模型需改进的设计变量可以传递到AWE环境下，并且在DesignXplorer/VT下设定好约束条件及设计目标后，可以高度自动化的实现优化设计并返回相关图表，本文将结合实际应用介绍如何使用Pro/E 和ANSYS软件在AWE环境下如何实现快速优化设计过程。 2 优化方法与CAE 在保证产品达到某些性能目标并满足一定约束条件的前提下，通过改变某些允许改变的设计变量，使产品的指标或性能达到最期望的目标，就是优化方法。例如，在保证结构刚强度满足要求的前提下，通过改变某些设计变量，使结构的重量最轻最合理，这不但使得结构耗材上得到了节省，在运输安装方面也提供了方便，降低运输成本。再如改变电器设备各发热部件的安装位置，使设备箱体内部温度峰值降到最低，是一个典型的自然对流散热问题的优化实例。在实际设计与生产中，类似这样的实例不胜枚举。 优化作为一种数学方法，通常是利用对解析函数求极值的方法来达到寻求最优值的目的。基于数值分析技术的CAE方法，显然不可能对我们的目标得到一个解析函数，CAE计算所求得的结果只是一个数值。然而，样条插值技术又使CAE中的优化成为可能，多个数值点可

搅拌式反应器的模拟与优化设计

搅拌式反应器的模拟与优化设计 摘要 在综述了计算流体力学(CFD)技术在搅拌式反应器中的研究进展的基础上，着重讨论了搅拌式反应器中流场的模拟方法, 包括“黑箱”模型法、内外迭代法、多重参考系法和滑移网格法, 并指出了CFD技术的发展方向。在此基础上, 对反应器内流场的数学模型进行了介绍与评价。最后提出应用人工神经网络技术与遗传算法, 优化生物反应的工艺操作条件, 并结合CFD技术, 实现生物反应器的结构优化, 从而达到对生物反应系统整体优化的目的, 以指导实验与工业生产。 关键词计算流体力学，搅拌式反应器，数值模拟，人工神经网络，优化设计Simulation and optimization design of Stirred reactor Abstract： Base on the overview of computational fluid dynamics (CFD) technology in the stirred reactor research,we focused on the mixing reactor simulation of the flow field, including "black box" model of law, internal and external iteration, multiple reference frame method and the sliding mesh method, and pointed out the direction of development of CFD technology. On these basis,we described and evaluated the reactor flow mathematical model.We concludes with the application of artificial neural network and genetic algorithm to optimize the process operating conditions, biological response, and results combined CFD technology to achieve optimization of the structure of the bioreactor, so as to achieve overall optimization of the bioreactor system aims to guide experiments and industrial production. Keyword: computational fluid dynamics, stirred reactor, numerical simulation, artificial neural networks, optimization 第1章前言 搅拌式反应器( Stirred Tank Reactor, STR)因其结构灵活、操作方式多样

煤矿矿井通风技术及通风系统优化设计

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/ba14277869.html, 煤矿矿井通风技术及通风系统优化设计 作者：杨加兴 来源：《科学与财富》2020年第12期 摘要：煤矿井下作业环境复杂，很多煤矿开采难度很大，也难以全面确保作业安全。在安全管理中，矿井通风是影响安全的重要因素，也是管理中的重点，很多安全问题都是由于通风不良引起。要提高通风质量，就要加强通风设计工作。基于工作实践，本文探讨煤矿矿井通风设计，旨在提高通风设计科学性、通风有效性、作业安全性。 关键词：矿井通风;通风系统;设计 引言 煤矿井下作业具有一定的危险性，容易出现各类安全问题。而通风是影响安全水平的重要因素，良好的通风可以有效减少各类有害气体、危险气体积聚。现如今，煤矿安全生产已经引起广泛关注，虽然机械化水平提升，人力不再是煤矿生产主力，但依然会面临很多安全问题，需要引起重视，注意通风安全。 1矿井通风技术概况 根据煤矿发展情况，当前主要应用的井下通风技术有： 1.1矿井通风系统 主要涉及通风方式、方法以及通风网络建设，这些部分构成了通风系统。实际应用中，可利用现代计算机技术实现对通风系统的整体网络化控制;可以根据实际空气情况适时调整通风量，进而保证空气质量水平。当出现井下火灾等安全问题时，系统会发出相应的报警，之后计算机会计算事故现场的CO浓度等获得必要信息，再根据这些信息调整井下通风口、送风量，有效减少损失，保障作业人员安全。 1.2多风机多级机站 现如今矿井通风技术正在不断走向成熟，很多节能技术也在尝试应用其中，一些技术展示出良好的应用效果，获得大力推广。调控系统对确保作业环境安全有重要意义。其中，多风机多级机站不止总功耗低，并且在有效风量上也有很大优势，具备良好的节能效果。 2通风系统分类

网络性能优化

网络性能优化总结 网络性能优化的目的是减少网络系统的瓶颈、设法提高网络系统的运行效率。对于不同的网络硬件环境和软件环境，可以存在不同的优化方法和内容。例如，在一个配置比较落后而又需要提供各种新服务的网络中，管理员往往需要对内存、CPU、磁盘、网络接口和服务器等分别进行优化处理，以便适应新的网络运行要求。但是，在一个网络服务比较少而硬件配置比较高的网络中，管理员不需要考虑整个网络的性能问题，只要利用一些性能和网络监视工具对系统进行监视，然后对发现的问题进行专项处理即可。下面对网络性能优化过程中的重要内容分别进行介绍。 7.2.1 内存优化 内存是操作系统中的重要资源，不仅操作系统的运行需要它，而且各种应用程序和服务都需要调用它才能使用。从应用的角度来看，系统内存是引起各种系统问题的重要原因，是需要用户和管理员着重考虑的优化对象。 1. 合理使用内存 在内存一定的情况下，合理地使用内存可以提高网络的性能。这要求管理员必须对系统中的内存使用情况非常了解，对于那些不再需要的功能、应用程序或服务应及时关闭，以便释放内存给其他应用程序和服务。另外，管理员还可以通过系统设置来决定内存的主要优化对象。一般，服务器的主要优化对象应该是后台服务，而工作站和单个计算机的主要优化对象应该是前台应用程序。 要选择内存优化的主要对象，可执行下面的操作步骤： (1) 打开“控制面板”窗口，右击“系统”图标，从弹出的快捷菜单中选择“打开”命令，打开“系统特性”对话框。 (2) 单击“高级”标签，切换到“高级”选项卡，然后单击“性能”选项组中的“性能选项”按钮，打开“性能选项”对话框，如图7-1所示。 图7-1 “性能选项”对话框

实验六PID控制系统参数优化设计

实验六PID 控制系统参数优化设计 一. 实验目的： 综合运用MATLAB 中SIMULINK 仿真工具进行复杂控制系统的综合设计与 优化设计，综合检查学生的文献查阅、系统建模、程序设计与仿真的能力。 二. 实验原理及预习内容： 1. 控制系统优化设计： 所谓优化设计就是在所有可能的设计方案中寻找具有最优目标 （或结果）的 设计方法。控制系统的优化设计包括两方面的内容： 一方面是控制系统参数的最 优化问题，即在系统构成确定的情况下选择适当的参数， 以使系统的某些性能达 到最佳；另一方面是系统控制器结构的最优化问题， 即在系统控制对象确定的情 况下选择适当的控制规律，以使系统的某种性能达到最佳。 在工程上称为“寻优问题”。优化设计原理是“单纯形法” 。MATLAB 中语 句格式为：X f min s （'函数名’，初值）。 2. 微分方程仿真应用：传染病动力学方程求解 三. 实验内容： 1. PID 控制系统参数优化设计： 某过程控制系统如下图所示，试设计 达到最佳。（习题5-6） 2. 微分方程仿真应用: 地区在有病菌传染下的描述三种类型人数变化的动态模型为 PID 调节器参数，使该系统动态性能 已知某

X1X2 XdO ）620 X,X2X2X2 （0）10 X2 X3 （0）70 丸X2 X3

式中，X1表示可能传染的人数；X2表示已经得病的人数；X3表示已经治愈的人数；0.001；0.072。试用仿真方法求未来20年内三种人人数的动态变化情况。 四?实验程序： 建立optm.m文件： function ss=optm (x) global kp; global ki; global kd; global i; kp=x (1); ki=x (2); kd=x (3); i=i+1 [tt,xx,yy]=sim('optzwz',50,[]); yylo ng=le ngth(yy); ss=yy(yylo ng); 建立tryopt.m文件： global kp; global ki; global kd; global i; i=1; result=fmi nsearch('optm',[2 1 1]) 建立optzwz.mdl:

实验室通风系统优化研究

实验室通风系统优化研究 摘要： 实验室通风系统的主要作用是提高实验室空气质量环境，保障检验人员安全。本文以我院实验室通风系统作为研究对象，分析提高实验室通风系统效率性、安全性、稳定性的方法与措施，总结实践经验。 关键词：实验室通风；通风系统；空气质量 随着生产安全意识的不断提高，以及对空气质量环境的高度关注，作为一个现代化的实验室，除了关注部分有洁净度、恒温恒湿等特殊要求的实验室外，一些试剂使用种类较多、使用量较大的实验室更应该得到重视。这部分实验室作为高污染区域，产生的废气容易造成室内空气污染，对检验人员的安全与健康造成不可估量的影响。而实验室通风系统则是实验室废气收集和净化的主体，优化通风系统运行效果，提高实验室安全性是未来实验室发展的重要方向之一。 1 通风系统优化 1.1 优化方向 实验室废气的主要来源于试验过程中使用的各种化学试剂的挥发，产生的废气主要有乙醚、醛类、酮类、四氯化乙烯、酸雾气体等各种有机或无机废气，大部分都会对人

体产生不同程度影响。 本项目主要是针对新建的实验室的通风系统进行研究，通过前期的设计优化以及后期调整、调试和试验，结合智能化的控制，改善通风系统的整体性能，提高实验室内部空气质量，创造一个更舒适、更安全的试验环境，并通过实验室空气质量、通风系统参数等进行对比，检验通风及控制系统的实际效果，总结相关实践经验，为以后实验室建设提供重要的经验参考。 1.2 实现的效果 项目选取了干洗检验以及生态前处理的旧有和新建实验室作为主要的研究对象，通过以下手段，包括：针对性配置末端排风设备、新风补风系统合理配置、实验室微负压控制、排风系统管道压力控制等，实现通风系统的优化，达到改善实验室空气环境质量的目的。 从新建和旧有实验室通风系统运行参数以及环境参数的对比来看（具体参数见表1），新建实验室通风系统的排风量和房间换气系数并没有增加很多，但是房间的废气浓度却有了明显的改善，基本达到国家室内空气质量标准所规定VOC的推荐浓度限值（0.6mg/m?）要求。而其主要的使用感受差异如下：旧有实验室产生的废气没有得到很好的收集，即使在室外过道上也能闻到室内散发出的刺激性气味，在实验室内必须佩戴安全防护器具才能长时间停留，否则会引起

流程优化设计解决方案

流程优化设计解决方案 一、流程优化设计的指导思想： 流程优化的核心内涵是流程价值分析，以企业价值流程分析为导向，建立面向客户关系的价值管理体系，能够避免企业过去“纵向价值链”管理模式不能适应当今激烈竞争市场的诸多弊端：没法快速响应客户的需求，过多的资金投入，过长的建设和发展周期，低效率的管理机制，针对这些现象，我们提出优化流程把握以下方面： 1、以流程价值分析为工具： 通过对企业流程的价值分析，清楚地界定企业的主业务流程和支持业务流程，有利于组织结构优化和组织资源的整合，有利于识别顾客的现实需求，有利于竖立为顾客服务的思想；从而建立起以顾客为中心的业务流程。 2、以组织结构优化为基础： 组织是实现企业特定目标的有机载体。以主业务流程为核心，支持业务流程为后盾，建立组织的运行政策： ①、确定各岗位的专业化，部门的划分，以及直线指挥系统与参谋系统的相互关系等方面的工作任务组合； ②、建立职权指挥系统，控制幅度和集权分权等部门与部门、人与人之间相互影响、协调和控制的机制； ③、建立最优化业务流程和信息流，以及相应的最有效的协调和管理手段，形成一套管理机构，以及与之相配套的支持系统。 3、以建立核心竞争力为流程优化的目标：

在流程优化的设计中，通过价值分析、识别、创建企业的核心能力，使企业的核心能力成为企业战略的中心，以此塑造企业的核心竞争力。 二、流程优化设计的原则： 1、并行管理原则： 应体现为顾客创造有益价值的服务理念，强调流程为顾客而设，组织结构应为流程而定；而不是流程为组织而定，各部门职能独立和分割，应以价值流程为中心，强调企业整体目标和利益。 2、整体最优原则： 流程优化过程中，应充分体现系统论思想；注重整体流程的系统优化，以整体流程全局最优为目标，消除部门主义、利益分散主义。 3、集成化原则： 最大限度地实现信息整合和时时共享，充分运用最新的IT技术，来形成信息的获取、处理和共享使用机制，将企业的监控机制有机的融合在业务流程和信息流之中，有利于将过程控制与结果控制结合起来。 4、均衡发展原则： 流程优化涉及到企业的销售、研发、生产、财务等各个方面，但是对企业来讲，各个方面并不均衡；因此，企业应对某些局部流程进行管理创新，以达企业的均衡发展。 5、简约化原则： 流程优化是简化工作程序，提高工作效率。 三、流程优化设计框架： 流程优化是依据企业的行业状况、发展阶段、内部资源、产品结构

多处理器多线程软件性能优化

多处理器多线程软件性能优化 ——JAWS框架案例分析 摘要：随着应用软件日趋复杂，对性能的要求不断提高，多处理器技术成为服务器技术的重要技术支点。然而，多处理器需要有操作系统、编译器以及应用软件架构和工具的支持，否则根本达不到性能提升的目的。本文以JAWS框架为例，首先讨论如何通过通讯模式优化和多处理器优化，提升基于JAWS框架的通讯服务器在多处理器平台下的性能；然后介绍一个基于JAWS框架开发的多播服务器的性能测试环境，通过对性能测试结果进行分析，研究软件架构对多处理器平台下软件性能的影响。 关键字：多处理器多线程性能优化 JAWS 1 引言 回首处理器的发展历程，并行技术从指令级的超标量发展到线程级的超线程或者并发多线程，再到今天处理器级的多内核，总的趋势都没有改变。随着科学计算、政府的大型数据库管理系统、数字医疗领域、通讯、金融、大型企业的ERP、CRM等应用软件日趋复杂，对性能的要求不断提高。如目前的通讯服务器应用，在功能不断增强的同时，还要求更高的吞吐率和更多的用户容量。无论是需求推动技术，还是技术激发了新的需求，多处理器技术已经成为服务器技术的重要技术支点。然而，多处理器需要有操作系统、编译器以及应用软件架构和工具的支持，否则根本达不到性能提升的目的；如果使用多处理器运行单线程软件，性能方面不会得到提升。 本文以JAWS框架为例，讨论在软件架构层面上的上多处理器优化技术，并建立性能测试环境，通过对性能测试结果进行分析，研究软件架构对多处理器平台下软件性能的影响。 JAWS是一种高性能和自适配的、实现了HTTP协议的Web服务器。它还是一个平台无关的应用构架，其他类型的通信服务器可以通过它来构建。 JAWS被构造为框架的框架（framework of frameworks）。整个JAWS构架含有以下组件和构架：并发框架（Concurrency Frameworks）、事件框架（Event Frameworks）、I/O事件（I/O Events）、定时事件（Timing Events）和协议框架（Protocol Frameworks）。各个框架都被构造为一组使用ACE中的组件实现的协作对象。 本文组织如下：第2节描述JAWS框架的通讯模式优化；第3节描述在通讯模式优化基础上进行的多处理器优化；第4节描述测试环境及测试结果分析；第5节是结束语。 2 通讯模式优化 典型的客户/服务器系统采用简单的同步通讯模式：服务器等待客户端发送一个完整的请求消息，处理该请求，然后向客户端发送响应消息。当客户端发送完请求消息，但未接收到服务器的响应消息之前，客户端不会发送下一条请求消息。这种通讯模式容易理解和实现，然而存在效率低的缺点。当服务器因为某种资源的缺乏而导致消息处理过程被阻塞时，客户端却不能发送其它服务器可以并发处理的请求。这种典型的客户/服务器系统包括HTTP、