Математическое моделирование сложных технологических процессов доменного производства методами нелинейной динамики
Диссертация
Еще одним затруднением при моделировании объектов доменного производства является то, что в них одновременно протекает большое число разнообразных физических и химических процессов. Кроме того, параметры, определяющие протекание данных процессов, трудноизмеримы, а набор управляющих воздействий, позволяющих проводить эксперименты на объекте, ограничен. При традиционном подходе единое описание… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Доменный процесс выплавки чугуна и моделирование сложных термодинамических систем
- 1. 1. Краткое описание доменного процесса
- 1. 2. Неравновесная термодинамика и методы нелинейной динамики
- 1. 3. Численные методы решения дифференциальных уравнений
- 1. 4. Исследование точности численного решения динамических систем
- 1. 5. Иерархия упрощенных моделей
- Выводы
- Глава 2. Моделирование процессов нагрева и охлаждения насадки доменного воздухонагревателя
- 2. 1. Воздухонагреватели. Типы и основные характеристики
- 2. 2. Модель теплового состояния насадки воздухонагревателя
- 2. 3. Физическая модель воздухонагревателя с учетом суперпозиции действующих сил
- 2. 4. Компьютерное моделирование процесса нагрева и охлаждения насадки воздухонагревателя
- 2. 5. Рассмотрение возможных способов нагрева и охлаждения насадки
- 2. 6. Влияние шага дискретизации в математической модели насадки воздухонагревателя
- Выводы
- Глава 3. Моделирование процесса косвенного восстановления железа в доменной печи с использованием аппарата нелинейной динамики
- 3. 1. Модель косвенного восстановления железа в доменной печи
Список литературы
- Рамм А.Н. Современный доменный процесс / А. Н. Рамм. М.: Металлургия, 1980. — 304 с.
- Клименко В.А. Основы физики доменного процесса / В. А. Клименко, Л. С. Токарев. Челябинск: Металлургия. Челябинское отделение, 1991. — 288 с.
- Андронов В.Н. Минимально возможный расход кокса и влияние на него различных факторов доменной плавки: Учеб. пособие / В. Н. Андронов. -СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001. 142 с.
- Андронов В.Н. Современная доменная плавка: Учеб. пособие / В. Н. Андронов. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001.- 100 с.
- Готлиб А.Д. Доменный процесс / А. Д. Готлиб. М.: Металлургия, 1966.-503 с.
- Павлов М.А. Металлургия чугуна Т. II. Доменный процесс / М. А. Павлов. -М.: Металлургиздат, 1949. 628 с.
- Китаев Б.И. Теплотехника доменного процесса / Б. И. Китаев, Ю. Г. Ярошенко. ~М.: Металлургия, 1978. -248 с.
- Применение математических методов и ЭВМ для анализа и управления доменным процессом / И. Г. Товаровский, Е. И. Райх, К. К. Шкодин, В. А. Улахович. М.: Металлургия, 1978. — 264 с.
- Коршиков Г. В. Энциклопедический словарь справочник по металлургии / Г. В. Коршиков. — Липецк: Липецкое изд-во Госкомпечати РФ, 1998. -780 с.
- Щербаков В.П. Основы доменного производства / В. П. Щербаков. -М.: Металлургия, 1969. 326 с.
- Писи Дж.Г. Доменный процесс. Теория и практика / Дж.Г. Писи, В.Г. Давенпорт- Пер. с англ. М.: Металлургия, 1984. — 143 с.
- Самарский A.A. Теория разностных схем / A.A. Самарский. М.: Наука, 1989.-616 с.
- Окороков Б.Н. Управление сталеплавильными процессами как открытыми термодинамическими системами / Б. Н. Окороков, Е. А. Смирнов. // Сталь. 1989. -№ 3. — С. 19−23.
- Дубровский С.А. Феноменологические модели и нелинейная динамика металлургических процессов / С. А. Дубровский // Теория и технология производства чугуна и стали: Сб. науч. тр. Липецк, 2000. — С. 13−21.
- Нелинейная динамика химических превращений в шахте доменной печи / С. А. Дубровский, H.H. Богдашкин, О. В. Голубев, В. А. Дудина // Теория и технология производства чугуна и стали: Сб. науч. тр. Липецк, 2000. — С. 121−126.
- Дубровский С.А. К концепции создания «интеллектуальных» металлургических процессов / С. А. Дубровский // Современная металлургия начала нового тысячелетия: Сб. науч. тр. Ч. 1. — Липецк, 2001. — С. 9−14.
- Дубровский С.А. Основы общего подхода к моделированию металлургических процессов / С. А. Дубровский, H.H. Богдашкин // Славяновские чтения: Сб. науч. тр. Липецк, 1999. — С. 245−250.
- Богдашкин H.H. Режимы протекания модельной колебательной химической реакции / H.H. Богдашкин, С. А. Дубровский // Вестник ЛГТУ-ЛЭГИ. -Липецк, 1999. -№ 1. — С. 139−144.
- Богдашкин H.H. Феноменологическая модель автокаталитической реакции и процесс обезуглероживания / H.H. Богдашкин, С. А. Дубровский, В. В. Ткаченко // Теория и технология производства чугуна и стали: Сб. науч. тр. -Липецк, 2000. С. 193−199.
- Богдашкин H.H. Перераспределение компонентов шихты и течения газов в противоточном реакторе шахтного типа / H.H. Богдашкин, С. А. Дубровский // Современная металлургия начала нового тысячелетия: Сб. науч. тр. Ч. 1.-Липецк, 2001.-С. 59−66.
- Dubrovsky S.A. The self-organizing of heating and cooling processes in air heating system cells / S.A. Dubrovsky, N.N. Bogdashkin, O.V. Golubev, N.S. Ino-zemcev // Asia steel', Volume В Ironmaking. Beijing, China, 2000. — C. 250−253.
- Богдашкин H.H. Моделирование процессов самоорганизации работывоздухонагревателя доменной печи с использованием модели нелинейной динамики / H.H. Богдашкин, О. В. Голубев /У Вестник ЛГТУ-ЛЭГИ. Липецк, 2000,-№ 2.-С. 14−18.
- Цымбал В.П. Введение в теорию самоорганизации с примерами из металлургии/В.П. Цымбал. Новокузнецк: СибГТМА, 1997.-251 с.
- Шур А. Б. Проблемы теории доменного процесса в свете дискуссии о принципе Грюнера / А. Б. Шур // Производство чугуна на рубеже столетий. Труды V международного конгресса доменщиков. Днепропетровск Кривой Рог, 1999.
- Шур А. Б. Совершенствование технологических расчетов в доменном производстве / А. Б. Шур, H.H. Лепило // Производство чугуна на рубеже столетий. Труды V международного конгресса доменщиков. Днепропетровск Кривой Рог, 1999.
- Соломенцев С.Л. Рациональные типы насадок и доменных воздухонагревателей / С. Л. Соломенцев. Липецк: ЛГТУ, 2001. — 432 с.
- Щукин A.A. Экономия топлива в черной металлургии / A.A. Щукин. -М.: Металлургия, 1973. 272 с.
- Лемлех И.М. Высокотемпературный нагрев воздуха в черной металлургии / И. М. Лемлех, В. А. Гордин. М.: Металлургиздат, 1963. — 352 с.
- Ницкевич Е.А. Теплоэнергетика доменного производства / Е.А. Ниц-кевич. М.: Металлургия, 1966. — 384 с.
- Шкляр Ф.Р. Доменные воздухонагреватели (конструкции, теория, режимы работы) / Ф. Р. Шкляр, В. М. Малкин, С. П. Каштанова. М.: Металлургия, 1982.- 176 с.
- Буровой И.А. Автоматическое управление химико-металлургическими процессами с сосредоточенными параметрами / И. А. Буровой, В. Н. Горин. -М.:1. Металлургия, 1977. 344 с.
- Стромберг А.Г. Физическая химия: Учеб. для хим. спец. вузов / А. Г. Стромберг, Д. П. Семченко. М.: Высш. шк., 1999. — 527 с.
- Климонтович Ю.Л. Физика открытых систем / Ю. Л. Климонтович // Успехи физических наук, 1966. Т. 168.
- Осипов А.И. Термодинамика вчера, сегодня, завтра. Ч. 1. Равновесная термодинамика / А. И. Осипов // Соросовский образовательный журнал. 1999. -№ 4.
- Климонтович Ю.Л. Введение в физику открытых систем. Ч. 1, 2. / Ю. Л. Климонтович // Синергетика. Труды семинара. Т. 3. Материалы круглого стола «Самоорганизация и синергетика: идеи, подходы и перспективы». -М, 2000.-С. 100−142.
- Лоскутов А.Ю. Синергетика и нелинейная динамика: новые подходы к старым проблемам / А. Ю. Лоскутов // Синергетика. Труды семинара. Т. 3. Материалы круглого стола «Самоорганизация и синергетика: идеи, подходы и перспективы». -М., 2000. — С. 204−224.
- Румер Ю.Б. Термодинамика, статистическая физика и кинетика / Ю. Б. Румер, М. Ш. Рывкин. М.: Наука, 1977. — 552 с.
- Ферми Э. Термодинамика / Э. Ферми- Пер. с англ. Харьков: Изд-во харьковского ун-та, 1969. — 140 с.
- Зоммерфельд А. Термодинамика и статистическая физика / А. Зом-мерфельд. М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1955. — 480 с.
- Телеснин Р.В. Молекулярная физика / Р. В. Телеснин. М.: Высшая школа, 1973. — 360 с.
- Леонтович М.А. Введение в термодинамику. Статистическая физика / М. А. Леонтович. -М.: Наука, 1983. 416 с.
- Гухман A.A. Об основаниях термодинамики / A.A. Гухман. М.: Энергоатомиздат, 1986. -384 с.
- Миронова В. А. Математические методы термодинамики при конечном времени / В. А. Миронова, С. А. Амелькин, A.M. Цирлин. М.: Химия, 2000.384 с.
- Жуховицкий A.A. Физическая химия / A.A. Жуховицкий, JI.A. Шварцман. М.: Металлургия, 1976.
- Пригожин И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой / И. Пригожин, И. Стенгерс- Пер. с англ. М.: Прогресс, 1986. — 432 с.
- Николис Г. Познание сложного. Введение / Г. Николис, И. Пригожин- Пер. с англ. М.: Мир, 1990. — 344 с.
- Пригожин И. Время, хаос, квант. К решению парадокса времени / И. Пригожин, И. Стенгерс. М.: Эдиториал УРСС, 2000. — 240 с.
- Пригожин И. От существующего к возникающему / И. Пригожин. -М.: Наука, 1985.
- Хакен Г. Синергетика / Г. Хакен. -М.: Мир, 1980.-404 е.
- Жаботинский A.M. Концентрационные автоколебания / A.M. Жабо-тинский. -М.: Наука, 1974.
- Гарел Д. Колебательные химические реакции / Д. Гарел, О. Гарел. М.: Мир, 1980, 148 с.
- Полак JI.C. Самоорганизация в неравновесных физико-химических реакциях / Л. С. Полак, A.C. Михайлов. М.: Наука, 1983. — 285 с.
- Богдашкин H.H. Модель возникновения автоколебаний зазоров в приводной линии прокатного стана / H.H. Богдашкин, С. А. Дубровский // Научные труды: Межвузовский сб. Липецк, 1998. — С. 38−42.
- Богдашкин H.H. Автоколебания и детерминированный стохастизм в механических системах / H.H. Богдашкин, О. В. Голубев // Синергетика в современном мире: Сб. докл. Международной научн. конференции. Белгород, 2000. — С. 94−99.
- Андронов A.A. Теория колебаний / A.A. Андронов, A.A. Витт, С. Э. Хайкин.-М.: Наука, 1981. 586 с.
- Неймарк Ю.И. Стохастические и хаотические колебания / Ю.И. Ней-марк, П. С. Ланда. М.: Наука, 1987.
- Теодорчик К.Ф. Автоколебательные системы / К. Ф. Теодорчик. М., Л.: Гос. изд-во технико-теоретич. лит-ры, 1952.
- Бутенин Н.В. Введение в теорию нелинейных колебаний / Н.В. Буте-нин, Ю. И. Неймарк, H.A. Фуфаев. -М.: Наука, 1976. 384 с.
- Баутин H.H. Методы и приемы качественного исследования динамических систем на плоскости / H.H. Баутин, Е. А. Леонтович. М.: Наука, 1990. -488 с.
- Андронов A.A. Качественная теория динамических систем / A.A. Андронов, Е. А. Леонтович, А. Г. Майер, И. И. Гордон. М.: Наука, 1966.
- Курдюмов С.П. Синергетика теория самоорганизации. Идеи, методы, перспективы / С. П. Курдюмов, Г. Г. Малинецкий. — М.: Знание, 1983. — 64 с.
- Арнольд В.И. Теория катастроф / В. И. Арнольд. М.: Наука, 1990.128 с.
- Иосс Ж. Элементарная теория устойчивости и бифуркаций / Ж. Иосс, Д. Джозеф- Пер с англ. М.: Мир, 1983. — 301 с.
- Малинецкий Г. Г. Хаос. Структуры. Вычислительный эксперимент: Введение в нелинейную динамику / Г. Г. Малинецкий. М.: Эдиториал УРСС, 2000.-256 с.
- Заславский Г. М. Стохастическая необратимость нелинейных систем / Г. М. Заславский. -М.: Наука, 1970.
- Кроновер P.M. Фракталы и хаос в динамических системах. Основы теории / P.M. Кроновер. М.: Постмаркет, 2000. — 352 с.
- Инвариантные множества динамических систем в Windows. А. Д. Морозов, Т. Н. Драгунов, С. А. Бойкова, Малышева М.: Эдиториал УРСС, 1998. -240 с.
- Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн. М.: Наука, 1970. — 720 с.
- Понтрягин JI.C. Обыкновенные дифференциальные уравнения / JI.C. Понтрягин. -М.: Наука, 1965.
- Эльсгольц Л.Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление / Л. Э. Эльсгольц. М.: Наука, 1965.
- Вибрации в технике. Справочник в 6 томах. Т. 1 Колебания линейных систем- Под ред. В. В. Болотина. М.: Машиностроение, 1978. — 352 с.
- Попов Е.П. Прикладная теория процессов управления в нелинейных системах / Е. П. Попов. М.: Наука, 1973. — 412 с.
- Попов Е.П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления / Е. П. Попов. М.: Наука, 1979. 256 с.
- Меркин Д.Р. Введение в теорию устойчивости движения / Д.Р. Мер-кин. М.: Наука, 1976.-320 с.
- Малинецкий Г. Г. Современные проблемы нелинейной динамики / Г. Г. Малинецкий, А. Б. Потапов. М.: Эдиториал УРСС, 2000. — 336 с.
- Статистическая обработка экологического мониторинга / С. А. Дубровский, П. В. Лизогуб, Д. И. Корчагин, В. А. Дудина и др. // Вестник ЛГТУ-ЛЭГИ, Липецк, 2002.
- Самарский A.A. Введение в теорию разностных схем / A.A. Самарский. М.: Наука, 1971.
- Демидович Б.П. Численные методы анализа. Приближение функций, дифференциальные и интегральные уравнения / Б. П. Демидович, И. А. Марон, Э. З. Шувалова. М.: Наука, 1967. — 368 с.
- Хайрер Э. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений. Нежесткие задачи / Э. Хайрер, С. П. Нерсетт, Г. Ваннер- Пер. с англ. М.: Мир, 1990.-685 с.
- Хайрер Э. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений. Жесткие и дифференциально-алгебраические задачи / Э. Хайрер, Г. Ваннер- Пер. с англ. М.: Мир, 1999. — 685 с.
- Милн В.Э. Численное решение дифференциальных уравнений / В. Э. Милн. -М.: Изд-во иностр. лит-ры., 1955.
- Беллман Р. Динамическое программирование и уравнения в частных производных / Р. Беллман, Э. Энджел. М.: Мир, 1974. — 208 с.
- Березин И.С. Методы вычислений. Т. 1 / И. С. Березин, Н. П. Жидков. -М.: Наука, 1966. 632 с.
- Марчук Г. И. Методы вычислительной математики / Г. И. Марчук. М.: Наука, 1977.-456 с.
- Демидович Б.П. Основы вычислительной математики / Б.П. Демидо-вич, И. А. Марон. М.: Наука, 1970. — 664 с.
- Тихонов А.Н. Методы решения некорректных задач / А. Н. Тихонов, В .Я. Арсенин. -М.: Наука, 1979. 288 с.
- Неймарк Ю.И. Динамические системы и управляемые процессы / Ю. И. Неймарк. М.: Наука, 1979. — 336 с.
- Дубровский С. А. Динамический хаос, порождаемый эффектом дискретизации / С. А. Дубровский, Р. Н. Милевский, В. В. Ткаченко // Синергетика в современном мире: Сб. докл. Междунар. науч. конф. Белгород, 2000. — С. 61 — 67.
- Дубровский С.А. Исследование устойчивости решения феноменологической модели процесса обезуглероживания / С. А. Дубровский, В. В. Ткаченко // Современная металлургия начала нового тысячелетия: Сб. науч. тр. Ч. 2. Липецк, 2001. — С. 109−113.
- Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления / П. Эйкхофф. -М.: Мир, 1975.-688 с.
- Справочник по теории автоматического управления / Под ред. A.A. Красовского. М.: Наука, 1987. — 712 с.
- Голубев О.В. Исследование модели доменного воздухонагревателя с учетом действия силы Архимеда / О. В. Голубев, С. А. Дубровский // Современная металлургия начала нового тысячелетия: Сб. науч. тр. Ч. 1. Липецк, 2001. — С. 78−82.
- Соломенцев С.Л., Коршиков В. Д., Басукинский С. М. Математическая модель теплопереноса в насадке воздухонагревателя с учетом поперечного теплопереноса. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1985. № 7. С. 142−144.
- Соломенцев С.Л. Расчет теплообмена в насадках доменных воздухонагревателей с учетом поперечного теплопереноса / С. Л. Соломенцев, В. Д. Коршиков, С. М. Басукинский // Деп. в Библ. указателе ВИНИТИ: Деп. рукописи. 1984. — С. 110.
- Тихонов А.Н. Уравнения математической физики / А. Н. Тихонов, A.A. Самарский. М.: Наука, 1966.
- Араманович И.Г. Уравнения математической физики / И.Г. Арама-нович, В. И. Левин. -М.: Наука, 1969. 288 с.
- Бутковский А.Г. Характеристики систем с распределенными параметрами: Справочное пособие / А. Г. Бутковский. М.: Наука, 1979. — 224 с.
- Вибрации в технике. Справочник в 6 томах. Т. 2. Колебания нелинейных механических систем- Под ред. И. И. Блехмана. М.: Машиностроение, 1979.-351 с.
- Лекомцева Е.Д. Исследование аэродинамики доменных воздухонагревателей и ее влияние на температурные условия работы насадки / Е. Д. Лекомцева // Диссертация на соискание ученой степени кандидата техн. наук. -Свердловск, 1975. -207 с.
- Тихонов А.Н. О регуляризации некорректно поставленных задач /
- А.Н. Тихонов // ДАН СССР. — 963. -№ 1.153.
- Похвистнев А.Н. Анализ работы доменных печей при критических гидродинамических условиях / А. Н. Похвистнев, В. М. Клемперт // Подготовка доменного сырья к плавке: Сб. науч. тр. Т. LXIX. М., 1971. — С. 111−117.
- Боклан Б.В. Влияние количества дутья на перепад статического давления газа в доменных печах большого объема / Б. В. Боклан, В. А. Гришко, С. З. Немченко // Контроль и регулирование параметров доменного процесса: Сб. науч. тр. Киев, 1972. — С. 129−137.
- Корж А.Т. Исследование газодинамической характеристики столба шихтовых материалов на модели доменной печи / А. Т. Корж, С. М. Соломатин // Контроль и регулирование параметров доменного процесса: Сб. науч. тр. -Киев, 1972.-С. 242−248.
- Самопроизвольное перераспределение материалов и газов по радиусу колошника доменной печи / М. А. Стефанович, Н. П. Сысоев, С.К. Сиба-гатуллин, А. И. Ваганов // Производство чугуна: Сб. науч. тр. Свердловск, 1980.-С. 124−135.
- Чернобривец Б.Ф. Еще раз о соотношении между показателями прямого и косвенного восстановления оксидов и расходом кокса в печи / Б. Ф. Чернобривец, М. А. Альтер // Сталь. 1998. — № 2. — С. 1−4.
- Рубин А.Б. Лекции по биофизике: Учебное пособие / А. Б. Рубин. -М.: Изд-во МГУ, 1998. 168 с.
- Рабинович М.И. Автоколебания распределенных систем / М. И. Рабинович // Изв. вузов (радиофизика) Т. 17. 1974, вып. 4.
- Андреев В.В. Моделирование нестационарных процессов в гетерогенном катализе / В. В. Андреев. Чебоксары: Изд-во Чувашского ун-та, 2001. -136 с.
- Голубев О.В. Корреляционная размерность в применении к анализу временных рядов / О. В. Голубев, С. А. Дубровский // Современные проблемы информатизации в технике и технологиях: Труды V Международной электронной науч. конф. Воронеж, 2000. — С. 79.
- Голубев О.В. Анализ временных рядов через структурные характеристики механизма их генерации / О. В. Голубев, C.B. Пожидаев II Студенческая научно-практическая конференция «Наука и молодежь на рубеже столетий»: Сб. науч. тр. Липецк, 2000. — С. 12−13.
- Герасимович А.И. Математическая статистика / А. И. Герасимович. Мн.: Высшая школа, 1983. -279 с.
- Дубровский С.А. Введение в математическую статистику: Уч. пособие / С. А. Дубровский, В. А. Суворов. Липецк: Изд-во ЛЭГИ, 1999. — 60 с.
- Ван-дер-Варден Б. Математическая статистика / Б. Ван-дер-Варден. -М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1960.
- Изерман Р. Цифровые системы управления / Р. Изерман- Пер. с англ.-М.: Мир, 1984.-541 с.
- Капица П. Л. Динамическая устойчивость маятника при колеблющейся точке подвеса / П. Л. Капица // ЖЭТФ. Т. 25. 1951. — С. 588 — 597.
- Барабанов В.Ф. Интерактивные средства моделирования сложных технологический процессов / В. Ф. Барабанов, С. Л. Подвальный. Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2000. — 124 с.