环境仿真技术简介

1,环境仿真技术-和方科技有限公司（董双明编）,一：仿真简介,任何事物都有其内在的本质规律，揭示事物的本质规律是每个科技工作者孜孜以求的梦想，我们是那么接近事物的本质规律，却又不知其所以原，甚至作出违反其本质规律的事情，这一切就发生在我们的周围，困扰着我们人类。如何揭示事物的本质规律呢？就是它仿真技术。,仿真就是利用模型复制展现事物的本质规律即系统运动过程规律，并通过对系统运动过程模型的建立来研究其存在的本质规律，又称模拟。这里所指的模型包括物理、数学、化学、环境、生物、水利等各自然学科，也包括静态的和动态的，连续的和离散的各种模型。那么，什么是仿真模型和如何建立仿真模型呢？仿真与数值计算、求解方法的区别在于它首先,是一种实验技术。仿真的过程包括建立仿真模型和进行仿真验证两个主要步骤。仿真模型是被仿真对象的相似物或其结构形式，它可以是物理模型或数学模型。在实际应用中它是以仿真软件出现的，仿真软件包括：仿真服务的仿真程序、仿真程序包、仿真语言和以数据库为核心的仿真软件系统。在进行系统仿真时，常常先用经过假设获得的近似模型,来检验假设是否正确，必要时修改模型，使它更接于真实系统。,二：仿真技术的应用,仿真技术得以发展的主要原因，是它所带来的巨大社会经济效益。50年代和60年代仿真主要应用于航空、航天、电力、化工等工业过程控制等工程技术领域。在航空工业方面，采用仿真技术使大型客机的设计和研制周期缩短20%。利用飞行仿真器在地面训练飞行员，不仅节省大量燃料和经费（其,经费仅为空中飞行训练的十分之一），而且不受气象条件和场地的限制。此外，在飞行仿真器上可以设置一些在空中训练时无法设置的故障，培养飞行员应付故障的能力。训练仿真器所特有的安全性也是仿真技术的一个重要优点。在航天工业方面，采用仿真实验代替实弹试验可使实弹试验的次数减少80%。在电力工业方面采用仿真系统对核电站进行,调试、维护和排除故障，一年即可收回建造仿真系统的成本。现代仿真技术不仅应用于传统的工程领域，而且日益广泛地应用于社会、经济、生物等领域，如交通控制、城市规划、资源利用、环境污染防治、生产管理、市场预测、世界经济的分析和预测、人口控制等。对于社会经济等系统，很难在真实的系统上进行实验。因此，利用仿真技术来研究,这些系统就具有更为重要的意义。一个重要的趋势是将仿真技术和人工智能结合起来，产生具有专家系统功能的仿真软件。仿真模型、实验系统的规模和复杂程度都在不断地增长，同时建立适用的基准对系统进行评估的工作也日益受到重视。,三：环境仿真技术的应用,目前，在环保领域，一些环保项目一方面在处理水、气、固体废弃物处理方面发挥着重要作用，一方面在运行过程中存在着非满负荷运行，或设计负荷偏大的大马拉小车等普遍现象。如何实时动态运行，以节省能耗，就是我们开发仿真软件系统的目标所在。,我们开发和研究的仿真技术是由环境技术、模型仿真、自动控制、仪器设备、图形学、软件工程、地理信息、工程学等技术的综合。该系统通过信息化手段改造传统产业，使复杂的技术应用体系转化为简单的问题解决系统，使原来静态的工艺设计系统转化为动态的优化工艺管理系统。并且现在已形成系列的产品。,如在城市污水厂中，进入污水处理站的流量、COD、BOD5、氨氮等在一天之内的24小时是不断变化的，而在设计处理构筑物和选用处理设备时是按最大负荷来确定的，因此，处理设备如提升泵、曝气装置均按最大负荷运行，浪费能源。如在氧化沟系统中，我们可根据实时的流量、COD、BOD5等计算出所需的溶解氧量即曝气量来控制转刷曝气装置的转速来节能。,如循环水系统，由于工艺产品、产量的变化，引起循环水回水温度的变化（降低，因为供水是按最大用水量设计的），即用户水温差的变化（出水与进水温度差），我们可假定用户水温差不变，可视为供水流量在变化，即为可减少供水流量，减少能耗。另外，由于一年四季环境温度是变化的，即干、湿球温度在变化的，通过冷却塔进行的水空气热交,换的焓是在变化的，在保证冷却塔出水温度的前提下，可降低风机的转速，以此来节能。在我们的生活中，此种现象比比皆是，如我们开车，我们通过我们的眼睛，收集前、后、左、右的路况或情况，汇集到我们的大脑，来判断我们是该减速、加速，亦会是转方向盘，来避开障碍物，我们的爱车的最高时速均可达到200km/h，我想大家都没有开到,过这个速度，因为从拿到驾照那天起，在我们的人脑