發(fā)布時(shí)間：2022-10-04 15:05

　　以數(shù)學(xué)模擬為主要技術(shù)手段的系統(tǒng)分析已經(jīng)成為研究化工生產(chǎn)過程的重要方法,在設(shè)計(jì)、優(yōu)化、操作以及管理等方面發(fā)揮著重要的作用。隨著化工技術(shù)的不斷發(fā)展,各個(gè)尺度化工生產(chǎn)過程之間的耦合程度越來越高,導(dǎo)致描述化工生產(chǎn)過程的數(shù)學(xué)模型趨于復(fù)雜。目前,復(fù)雜化工過程的數(shù)學(xué)模擬在建模和求解方面均面臨一定的困難。結(jié)構(gòu)復(fù)雜性是化工過程數(shù)學(xué)模型復(fù)雜性的一個(gè)重要因素,所以針對復(fù)雜結(jié)構(gòu)化工過程的數(shù)學(xué)模擬方法值得被進(jìn)一步研究。本文針對復(fù)雜結(jié)構(gòu)化工過程數(shù)學(xué)模擬中面臨的若干問題,基于化工系統(tǒng)拓?fù)浞纸獾南嚓P(guān)理論,開發(fā)出一系列通用有效的復(fù)雜結(jié)構(gòu)化工過程模擬方法和工具,并將其應(yīng)用于相應(yīng)的實(shí)際問題。具體內(nèi)容包括如下幾個(gè)部分:1.針對復(fù)雜流程系統(tǒng)建模繁瑣且失誤率高的問題,本文首先基于有向圖的相關(guān)理論,開發(fā)了一款通用流程模擬系統(tǒng)組態(tài)工具。該組態(tài)工具具有可視化的繪圖界面,自動將復(fù)雜化工過程結(jié)構(gòu)模型的有向圖形式轉(zhuǎn)化為矩陣形式,實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜流程系統(tǒng)圖形化建模功能,提升了人工建模效率。同時(shí),該組態(tài)工具靈活的節(jié)點(diǎn)和有向線配置功能也為各類流程模擬系統(tǒng)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。然后在通用流程模擬系統(tǒng)組態(tài)工具的基礎(chǔ)上,本文提出了一種有向圖類模擬系統(tǒng)的快速集成開... 

【文章頁數(shù)】：169 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
    1.1 化工系統(tǒng)工程和化工流程模擬
        1.1.1 化工系統(tǒng)工程
        1.1.2 化工流程模擬技術(shù)的歷史與現(xiàn)狀
    1.2 系統(tǒng)分解方法的研究進(jìn)展
        1.2.1 系統(tǒng)分塊
        1.2.2 流程切割
    1.3 管道網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模擬方法的研究進(jìn)展
        1.3.1 非線性代數(shù)方程組直接求解方法
        1.3.2 圖論方法
        1.3.3 人工智能方法
        1.3.4 三種求解方法的對比
        1.3.5 管道網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模擬方法的實(shí)際應(yīng)用
    1.4 間壁式精餾塔的研究進(jìn)展
        1.4.1 間壁式精餾塔的發(fā)展歷史
        1.4.2 間壁式精餾塔的研究現(xiàn)狀
    1.5 生物丁醇精餾分離工藝的研究進(jìn)展
        1.5.1 發(fā)酵分離耦合的研究進(jìn)展
        1.5.2 精餾工藝的研究進(jìn)展
    1.6 選題背景和研究內(nèi)容
第二章 基于有向圖的通用流程模擬系統(tǒng)組態(tài)工具的開發(fā)及應(yīng)用
    2.1 引言
    2.2 組態(tài)工具的開發(fā)
        2.2.1 功能分析
        2.2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        2.2.3 功能實(shí)現(xiàn)
        2.2.4 運(yùn)行效果
    2.3 基于組態(tài)工具的有向圖類模擬系統(tǒng)開發(fā)方法
    2.4 化工穩(wěn)態(tài)流程模擬系統(tǒng)的開發(fā)
        2.4.1 單元和物流的參數(shù)配置
        2.4.2 結(jié)構(gòu)模型的建立
        2.4.3 基于鄰接矩陣的循環(huán)結(jié)構(gòu)識別與排序
        2.4.4 切斷物流的迭代格式
        2.4.5 化工穩(wěn)態(tài)流程模擬系統(tǒng)的集成
        2.4.6 應(yīng)用實(shí)例
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于拓?fù)浞纸獾墓芫W(wǎng)系統(tǒng)模擬方法的研究
    3.1 引言
    3.2 管網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
    3.3 管網(wǎng)系統(tǒng)的圖形化建模
    3.4 管網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的求解
        3.4.1 基于雙層法的求解算法框架
        3.4.2 管網(wǎng)系統(tǒng)簡化模型的求解
        3.4.3 管網(wǎng)系統(tǒng)嚴(yán)格模型的求解
    3.5 應(yīng)用實(shí)例
        3.5.1 實(shí)例一
        3.5.2 實(shí)例二
    3.6 本章小結(jié)
第四章 基于拓?fù)浞纸獾耐ㄓ镁s過程動態(tài)模擬方法的研究
    4.1 引言
    4.2 通用精餾過程動態(tài)模型的建立
        4.2.1 單元模型的建立
        4.2.2 結(jié)構(gòu)模型的建立
    4.3 通用精餾過程動態(tài)模型的求解
        4.3.1 單元過程求解
        4.3.2 基于序貫?zāi)K法的全局求解策略
    4.4 通用精餾過程動態(tài)模擬系統(tǒng)的開發(fā)
        4.4.1 架構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.4.2 全局變量設(shè)計(jì)
        4.4.3 函數(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        4.4.4 控制功能的實(shí)現(xiàn)
    4.5 應(yīng)用實(shí)例
    4.6 本章小結(jié)
第五章 基于流程模擬的生物丁醇精餾工藝的研究
    5.1 引言
    5.2 研究內(nèi)容與方法
        5.2.1 原料組成與產(chǎn)品要求
        5.2.2 初始分離序列及工藝參數(shù)
        5.2.3 熱力學(xué)方法
        5.2.4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)
    5.3 基于穩(wěn)態(tài)流程模擬的工藝設(shè)計(jì)與優(yōu)化
        5.3.1 初始工藝分析
        5.3.2 設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法
        5.3.3 設(shè)計(jì)與優(yōu)化結(jié)果
    5.4 基于動態(tài)流程模擬的多間壁間壁塔開車過程研究
        5.4.1 動態(tài)模型的建立
        5.4.2 模擬開車過程結(jié)果與討論
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 本課題的創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者及導(dǎo)師簡介
北京化工大學(xué)博士研究生學(xué)位論文答辯委員會決議書


【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3685252