WRF/UCM在广州高温天气及城市热岛模拟研究中的应用

应用WRF及其耦合的城市冠层模式(UCM,Urban Canopy Model),对2004年6月底—7月初受副热带高压和台风外围气流影响下发生在广州地区的一次高温天气过程进行了数值模拟。考察了WRF/UCM对"城市热岛"及城市高温天气模拟的应用效果。三个不同设计的模拟试验表明,E-UCM试验(新土地利用资料,耦合UCM模式)比E-BPA试验(新土地利用资料,BPA方法)和E-NOU试验(旧土地利用资料,耦合UCM模式)更好地模拟出了城区2 m高度温度的演变,平均绝对误差最小。尤其在夜间,E-UCM试验成功地再现了夜间热岛的形成及分布。城区及郊区地表能量平衡差异的分析表明,日间城区高温与低反射率引起的短波辐射吸收增加有关,由于城区缺少水汽蒸发蒸腾冷却过程,大部分能量收入被分配为感热加热大气。夜间,地表能量收入来自土壤热通量的向上输送,收入能量除部分用于长波辐射之外,由于城区潜热通量小,其余部分仍主要以感热形式加热大气。夜间热岛的形成与感热加热的持续有关,有利于夜间高温的维持。

UCM可逆式轧机板形设定模型的建立

为了提高板形控制精度和自动化程度,结合我国某厂UCM可逆轧机生产实际情况,基于轧辊弹性变形原理建立了影响函数法工作辊弯辊力寻优机制。根据不同带钢宽度、变形抗力、入口厚度、压下率和入口凸度以及轧辊半径计算与目标出口凸度对应的最佳弯辊力,将计算结果进行逐步回归分析,建立了板形设定模型,该模型计算值与影响函数法计算值之差在±20kN内。

单机架UCM轧机冷轧无取向硅钢板形控制优化

针对首钢单机架UCM轧机轧制无取向硅钢出现高次复合浪形缺陷的问题,采用二维变厚度有限元方法对轧机板形调控性能进行了分析。根据计算结果,制定了相应的轧制道次与板形改善策略。在第1～第2道次,以等比例凸度原则进行轧制,而在第3～第5道次对板形进行控制,并且使目标平直度设定值遵循从小逐渐增大到成品板形的原则。为了兼顾浪形与横断面厚度轮廓协调控制,合理分配道次压下量,充分利用中间辊横移量、工作辊与中间辊弯辊的功能来改善板形。在实际生产中应用该优化策略后,冷轧无取向硅钢的波浪度由原来1%～3%降低到1%以下。

AS-UCM机型的开发及其板形控制技术

针对普通UCM平整机组因不能配置分段冷却手段而无法对板形的非对称复杂高次浪形进行精细控制的问题,研发了一套配置工作辊非对称弯辊、中间辊非对称弯辊、中间辊上下非对称窜辊的AS-UCM新机型,定量分析了AS-UCM机型对负载辊缝形状的控制能力,建立了一套适合于AS-UCM机型平整机组的板形控制模型,并在相同初始条件下将AS-UCM机型与普通UCM机型平整机组对非对称复杂高次浪形的控制效果进行了对比,得出了采用AS-UCM机型的平整机组比普通UCM平整机组对非对称高次复杂浪形的控制能力大大增强的结论,从而为平整机组高次复杂浪形的治理提供了参考。

UCM冷连轧机弯辊力设定值优化的研究

在改进的影响函数法基础上,采用了现场控制系统中的轧制力模型,考虑前后张应力的影响,加入了前张应力迭代环并开发了UCM冷轧机最佳弯辊力计算程序。在给定中间辊横移量条件下,计算了UCM冷连轧机轧制不同规格带材时的最佳弯辊力。工业试验表明,采用最佳弯辊力进行轧制,板形标准差平均值减少了22%～56%,获得了良好的板形控制效果。

IDEF0/UCM——集成的需求分析建模方法

通过对比研究结构化和基于场景的建模方法,分析、总结了具有代表性的需求建模方法IDEF0和使用实例图UCM(Usecase maps)的优缺点。在综合上述两种方法优点的基础上,提出一种集成需求分析建模方法的设计思想、实施步骤。最后给出了运用此方法对自动取款机(ATM)进行需求分析的实例。

UCM机型冷轧机组基于机理模型的弯辊在线调整技术

经过大量的现场试验与理论研究,充分结合UCM机型冷轧机组的设备与工艺特点,在基于机理模型、以产品板形波动最小为目标、分别求出弯辊力对轧制力的传递系数、弯辊力对张力的传递系数的基础上,将非线性问题进行局部线性化处理,根据现场实际轧制力与张力的波动值给出相应的弯辊力调整量,形成了一套完整的适合于UCM机型冷轧机组、基于机理模型的弯辊在线快速调整技术,应用于实际生产后取得了良好的使用效果。

基于WRF/UCM的城市气候高分辨率数值模拟研究

以沿海城市大连2015年7月3日2时至7月4日2时的晴朗高温天气为研究背景,利用WRF/UCM以1km的高分辨率进行了城市气候数值模拟.结果表明:海风、山体对城市热岛有明显的缓解作用;中心城区受山地影响,形成了管道风效应;模拟期间城市热岛中心位于大连开发区一带,热岛强度最高达6.9℃,出现在2015年7月3日19时30分.将模拟结果与两个气象站和现场观测值进行了对比,发现模拟值与观测值变化趋势基本一致,地面温度场模拟结果优于风场模拟结果.温度场误差最大-3.10℃,最小0.08℃;平均误差最大0.88℃,最小0.52℃;均方根误差最大1.23℃,最小0.63℃.对于大尺度的城市气候研究而言误差在可接受的范围之内.对相应的缓解城市热岛的城市规划策略也进行了初步探讨.

基于UCM的领域SOA资产库构建方法

面向服务的体系架构(SOA)资产之间的复杂关系导致SOA资产管理困难。为解决上述问题,提出一种基于UCM的领域SOA资产库构建方法。该方法通过UCM描述领域需求,将领域需求转化为UCM模型中的标记及标记之间的关系,将UCM模型中的标记及其之间的关系映射到SOA资产中,建立领域SOA资产库,从而实现SOA资产的有效管理,并支持SOA资产复用。

UCM冷连轧机组基于机理模型的板形与板凸度在线综合控制技术

针对5机架六辊UCM冷连轧机组板形与板凸度控制参数的设定通常采用各个机架单独设定,其不但不容易充分发挥所有控制手段的潜力而且容易出现相关板形与板凸度控制手段作用的相互抵消、甚至有可能带来新的附加局部浪形、影响成品质量的问题,结合5机架六辊UCM机型冷连轧机组的设备与工艺特点,在板形与板凸度综合控制目标函数的基础上,同时兼顾到尽量降低轧辊辊耗,建立了一套适合于5机架六辊UCM机型的冷连轧机组板形与板凸度参数设定模型,开发出了相应的工程上实用的模型计算策略,实现了利用机理模型对板形与板凸度参数的适时、在线设定,取得了良好的使用效果。

基于ABAQUS有限元仿真对6辊CVC轧机和6辊UCM轧机板形调控性能的比较

基于ABAQUS有限元分析软件,对铝加工常用的两类6辊冷轧机,6辊CVC轧机和6辊UCM轧机,进行了有限元建模与辊系受力仿真分析;分别就不同工作辊弯辊力、不同中间辊弯辊力、不同中间辊抽动这几种板形调控手段进行不同工况组合计算,比较了两种机型的板形调控性能,为板带轧机的选型和板形控制提供技术支持。

1420六辊UCM冷连轧机板形控制性能分析与应用

以某1420六辊UCM冷连轧机为研究对象,利用Marc大型有限元软件平台建立了六辊UCM轧机辊系变形三维非线性仿真模型。通过数值模拟对各种板形调节量作用下的带钢弹塑性变形和轧辊弹性变形进行耦合分析,并深入研究了六辊UCM轧机工作辊弯辊、中间辊弯辊和中间辊横移等板形调控手段对带钢出口横向厚差、带钢金属横向位移和轧机辊系弯曲的调控效果,从而为辊型优化设计和板形在线控制提供了理论基础和参考依据。

马钢UCM冷连轧机厚度及板形控制特点的分析

介绍了UCM轧机的发展及其特点,阐述并分析了马钢4机架6辊UCM连轧机AGC、ASC等系统的主要特点。

1420mm六辊UCM冷连轧机边部减薄特性仿真分析

以某1420 mm五机架冷连轧镀锡基板生产机组为研究对象,利用Marc大型有限元软件平台建立了六辊UCM轧机轧制过程三维非线性仿真模型。通过数值模拟,深入研究了带钢边部减薄的重要影响因素,并系统分析了工作辊弯辊、中间辊弯辊、中间辊横移等板形控制手段对带钢边部减薄的调控特性,从而为辊型优化设计和边部减薄控制提供了理论基础和参考依据。

单机架UCM轧机板形的控制策略

针对硅钢板形要求,通过平坦度控制和凸度-边缘降控制改善板形,同时结合工艺参数的优化和完善,可以确定每道次轧制时板形控制的策略。

UCM轧机的设计原理及其弯辊横移装置的设计

本文介绍了UCM轧机的设计原理及其弯辊横移装置的设计,并指出了UCM轧机的不足之处。

UCM冷轧机刚度有限元分析

通过分析UCM冷轧机工作原理及性能特点,建立了UCM冷轧机工作机座三维模型及有限元模型。与以往模型相比,该模型充分考虑了由于窜辊、辊形、单侧驱动等因素带来的辊系不对称缺陷,极大提高了计算精度及结果可信度。以1 MN为步进,自3 MN施加轧制力至15 MN,得到13个工况下的压上缸行程,进而计算冷轧机刚度系数。将有限元计算刚度系数与现场实测数据计算的刚度系数做对比,误差为0.963%,误差极小。则有限元计算结果可为轧机的刚度设计提供可靠的科学依据。

基于UCM和SDL的电信业务功能需求建模

电信业务开发实践表明正确获取和建模业务功能需求是成功开发新业务的前提和基础 ,因此文章强调建模用户需求的重要性 ,提出基于 UCM和 SDL 的电信业务功能需求建模方法 ,并详细讨论了整个建模过程 ,该方法对于提高电信业务软件开发成功率、缩短开发周期和减少开发工作量有积极意义。

上随体Maxwell(UCM)流体热毛细液层弹性失稳的理论分析

通过对上随体Maxwell(UCM)流体热毛细液层线性稳定性的研究分析,发现流场会发生弹性失稳.扰动的增长速率随波数的增加而增加.与牛顿流体不同,UCM流体不存在临界Marangoni数,当波数达到某一临界值时会出现不稳定的弹性扰动波.该临界波数随弹性数和Marangoni数的增加而减小,当弹性数趋近于0时,流体即变为牛顿流体,而相应的临界波数趋于无穷.不同波数及传播方向上,弹性波的波速相同,而其增长速率在特定方向上达到最大、能量分析表明弹性波的扰动能量来自扰动应力做功.

1420mm单机架UCM轧机板形控制研究

马钢单机架轧机轧制方式灵活,针对硅钢板形要求,通过平坦度控制和凸度-边缘降控制改善板形,同时结合工艺参数和辊形的优化和完善,确定每道次轧制时板形控制的综合策略,指导现场生产,从而大幅度提高产品的质量。