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汽轮机建模可视化关键技术研究

发布时间:2018-01-02 03:13

  本文关键词:汽轮机建模可视化关键技术研究 出处:《山东建筑大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 建模可视化 改进图存储结构 力导向模型 部件建模 数学模型可视化


【摘要】:随着信息化技术的发展,汽轮机向着复杂化和多样化方向发展,其建模可视化也变得愈加重要。目前,国产汽轮机建模可视化水平不高、交互操作性较差、依赖性较强,国外相关软件虽然技术较好,但是许可费用高昂,热力系统中许多通用部件的图形符号差异较大,难于二次开发。因此,开展汽轮机建模可视化关键技术的研究具有非常重要的理论意义和实用价值。本课题在借鉴国内外已有相关研究的基础上,以汽轮机给水系统作为研究对象,研究了汽轮机建模可视化的关键技术:模块化构建部件特性模型、部件及其数学模型的可视化建模。本论文完成的主要工作如下:(1)分析研究了汽轮机设备部件及其可视化建模。深入研究了汽轮机给水热力系统及其热力设备,提取构建仿真系统的基本组件——部件,采用面向对象的建模思想建立了给水系统热力设备部件模型,通过部件间的关联组合来构建热力系统;详细研究了满足快速查询要求的关联算法,提出了基于哈希表的改进图存储结构来存储热力系统拓扑结构。(2)提出了基于改进力导向模型的热力系统自动布局算法。详细研究了传统力导向模型理论,分析了其存在的问题,对力导向模型进行了改进,将超松弛加速算法引入到力导向模型中,加速其迭代收敛速度,有效提高布局速度。(3)分析研究了部件及其数学模型的可视化方法。用户可在系统参数配置过程中在线输入、修改已绘制的部件及其数学模型公式;在系统运行过程中,系统实时检查是否有满足条件的外界事件发生,从而改变模型状态——利用模型数学公式求得相应的模型变量结果并将其在每个步长计算结束后同步更新到相应的模型变量中。(4)实现了对汽轮机机组的基础数据和计算分析结果可视化支持。设计并实现了通用建模可视化控件,可提供多种可视化显示效果,包括汽轮机机组基础数据的可视化、计算分析结果的可视化等。(5)设计和开发了汽轮机给水热力系统的设备部件模型、系统模型、数学模型可视化原型系统。为将来进行半实物仿真、实物仿真以及工程应用做准备。汽轮机建模可视化原型系统基于windows平台、采用面向对象的分析和设计方法、使用C#语言实现。通过使用某电厂的给水系统实际数据对软件进行了仿真测试,实验结果表明:基于模块化思想进行给水系统部件及其连接以及部件和系统数学模型可视化是可行的,构建的可视化系统具有良好的通用性和灵活性。本论文的研究成果对开发汽轮机建模可视化产品提供了必要的理论基础和关键技术,具有一定的理论意义和应用价值。
[Abstract]:With the development of information technology, the steam turbine becomes more and more complicated and diversified, and its modeling visualization becomes more and more important. At present, the visualization level of domestic steam turbine modeling is not high, and the interaction is poor. The dependence is strong, although the foreign related software technology is good, but the license fee is high, many common parts in the thermodynamic system are different in graphic symbols, so it is difficult to secondary development. It is of great theoretical significance and practical value to develop the key technology of steam turbine modeling visualization. Based on the relevant research at home and abroad, this paper takes the steam turbine feedwater system as the research object. The key technology of steam turbine modeling visualization, modular component characteristic model, is studied in this paper. Visual Modeling of components and their Mathematical models. The main work of this thesis is as follows: 1). The steam turbine equipment components and their visual modeling are analyzed, and the steam turbine feedwater thermodynamic system and its thermal equipment are studied in depth. The basic component of the simulation system is extracted, and the component model of the thermal equipment of the water supply system is established by using the object-oriented modeling idea, and the thermodynamic system is constructed by the association combination of the components. The association algorithm to satisfy the requirement of fast query is studied in detail. In this paper, an improved graph storage structure based on hash table is proposed to store the topology of thermal system. (2) the automatic layout algorithm of thermal system based on improved force guidance model is proposed. The traditional force guidance model theory is studied in detail. The existing problems are analyzed and the force guidance model is improved. The overrelaxation acceleration algorithm is introduced into the force guidance model to accelerate its iterative convergence rate. The visualization method of component and its mathematical model is analyzed and studied. The user can input on-line in the process of system parameter configuration and modify the drawn part and its mathematical model formula. During the running of the system, the system checks in real time whether there are any external events that meet the conditions. Thus changing the state of the model-using the mathematical formula of the model to obtain the corresponding model variables and update them to the corresponding model variables synchronously after each step size calculation. The visualization support of basic data and calculation analysis result of steam turbine unit is realized, and the general modeling visual control is designed and implemented. It can provide many visual display effects, including visualization of basic data of steam turbine unit, visualization of calculation and analysis results, etc.) the equipment component model of steam turbine feed water thermal system is designed and developed. System model, mathematical model visualization prototype system. For the future hardware-in-the-loop simulation, physical simulation and engineering applications. Steam turbine modeling visualization prototype system based on windows platform. By using the object-oriented analysis and design method and C # language, the software is simulated and tested by using the actual data of the water supply system of a power plant. The experimental results show that it is feasible to visualize the parts and connections of water supply system and the mathematical model of components and systems based on modularization. The visualization system has good generality and flexibility. The research results of this paper provide the necessary theoretical basis and key technology for the development of turbine modeling visualization products. It has certain theoretical significance and application value.
【学位授予单位】:山东建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TK26

【参考文献】

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本文编号:1367415

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