通风网络理论与算法

1、通风网络分析方法：图解法，电模拟法，数学解析法

2、通风网络分析原则：协调原则（整体性原则）；动态原则；相关性原则；有序性原则

3、邻接是点与点或边与边之间的关系。联接同一条分支的两点称为邻接点，有共同节点的两边称为邻接边。

4、关联是点与边之间的关系。如果一个点是一条边的顶点之一，则称为该点与该边关联

5、线度：与节点关联的边的条数。任一图中各节点的线度之和是其边数的2倍

6、链：对于图中的p 个边e 1,e 2…e p ,如果有p+1个顶点v 0,v 1…v p ,且e 1与v i-1，v i 关联，则这些边构成的序列称为链

7、生成树：如果T 是图G 的一个生成子图又是一棵树时，则称T 是G 的一棵生成树

8、余树：去掉图中的生成树后，剩下的边构成的图称为余树

9、割集：连通图中，除割点外，与任一节点关联的边构成一个割集。

10、基本回路：由一条余树弦和生成树的树枝构成的回路称为该生成树的基本回路。n-m+1条余树弦形成n-m+1个基本回路

11、节点邻接矩阵A ：行数和列数均为m （m 为节点数，n 为边数）关联矩阵B ：完全关联矩阵：行数为m ，列数为n ；基本关联矩阵：行数为m-1，列数为n 回路矩阵C ：完全回路矩阵：行数为2

n-m+1(图的互异回路数),；列数为n ；基本回路矩阵：行数为n-m+1(基本回路数)，列数为n 割集矩阵S ：完全割集矩阵：行数为2m-1-1，列数为n ；基本割集矩阵：行数为m-1，列数为n B 、

C 、S 关系：B C T =0、C S T =0、S 11=B 12−1B 11

12、生成树选择方法：破圈法、加边法、缩边法破圈法：(1)画网络图，将点、边编号，标出风向(2)确定图中的余树弦数(n-m+1)(3)依次移除每个回路中的一边，破坏回路，直到移除的边数为n-m+1,剩余的分支组成生成树（任意树）

加边法：(1)将图去边留点(2)将分支按权排序(3)加边，按一定顺序将每条边加入节点中，若每加入一条边都与已有边构成回路，则将它取走，计入余树弦；若不构成回路，计入树枝集合(4)将所有的边都加过后，取走n-m+1条余树弦，剩余的边即为生成树（任意树）

缩边法：(1)绘网络图，将节点、分支编号，标出风向(2)计算生成树枝数和独立回路数，并将边按权大小排序(3)从权最小的分支起，由始点向终点收缩（始点与最小权分支被收缩），将此分支号授予所有与其始点连接的分支，若分支号重复，则取消此分支(4)如收缩边始末点合一，即构成一个回路，此分支为余树弦(5)如未形成回路，则依次收缩权最小的分支，直到最后一个节点(6)去掉余树弦，剩余的子图即为最小生成树

13、试探回朔法：基本思路：在图的一棵生成树中，每加入一条余树弦，就可得到一个独立回路，加入n-m+1条余树弦，达到n-m+1个独立回路。

步骤：(1)取一条余树边作为链，由其终点出发，在树枝中寻找回路的其他分支，当某树枝与该终点相连时，将链终点前移，并记忆该分支(2)判断是否构成回路，若构成回路转入(4)。(3)寻找回路组成的过程中，当发现找不到树枝与链的终点相连时，按原路逐点回朔，在后退中寻找新通路，且将走不通的分支加以记忆(4)当形成回路时，记录回路的组成，并将已联通和不通的标志解除(5)重复上述过程，直到形成n-m+1个回路

14、矿井通风网络：是由表示通风系统内各风流线路及其分合关系的网状线路图与其赋权通风参数组成的。15、常用通风网络图：通风系统图；通风系统立体示意图；通风网络图

16、通风三大定律：(1)分量平衡定律:任一节点流入和流出的风量代数和为零 Q ij =0

(2)风压平衡定律：任一闭合回路中，各分支风压的代数和为零 h ij =0(3)阻力定律：h =RQ 2

17、矩阵表示风压：H=(ℎi )，i=1,2,3……ℎi —分支风压

ℎi =r i q i 2+∆ℎi −ℎfi −ℎNi ∆ℎi —第i 分支的阻力调节值；ℎfi —第i 分支的通风机风压；ℎNi —第i 分支内位能差

ij b —基本关联矩阵中的元素；j q —分支j e 的风量；m ，n 为节点数和边数

19、通风机特性曲线的确定方法：最小二乘法、拉格朗日插值法；

20、通风解算任务：在给定风网结构、分支风阻、风机特性等条件下，求解空气在风网内自然分风时各分支的风量和风压

21、斯考特—恒斯雷法：计算步骤：(1)绘制通风网络图，标定风流方向(2)输入网络结构及数据(3)确定独立回路数，选最小风阻树，确定独立回路组成(4)拟定初始风量(5)迭代计算(6)检查精度是否满足要求(7)计算网络总阻力(8)计算网络总风阻及等积孔

为了加快迭代速度，采取补救措施：(1)选择回路时，以任意两个回路中公共边最少、公共分支阻力最小为原则，以减小各回路

后，立即对该回路所有分支的风量进行修正

间的影响(2)采用赛德尔迭代技巧，即在计算出每个回路的p

22、调节方案变换方法：(1)如果计算出的调节方案中，某余树边需要降阻，但该分支不能降阻，则将该余树边加入到所得出的生成树中，形成一个回路。在该回路中，找出一条与刚加入的分支相邻但方向相反的分支。把这条分支取出作为一条新的余树边。这样，就得到一棵新的生成树，用这棵生成树再用前面所述的方法进行计算，就会得出一个新的调节方案。在这个新方案中，原不易减阻的分支不必减阻而在新选出的余树边中增阻

(2)如果计算出的调节方案中，某余树边需增阻，但该余树边不宜增阻时，则将该余树边加入到所得的生成树中，形成一回路。在该回路中，找出一条与刚加入的分支相邻且方向相反的分支，作为新的余树边，这样就得出一棵新的生成树，用这棵生成树再去进行计算。结果原不能增阻的分支可不必增阻，而在新选出的余树边中增阻。

23、数学模型：把具体工程技术或技术经济问题用数学符号进行描述而得到的数学表达式称为数学模型。包括目标函数和约束条件。

目标函数：表示目标与问题中其它参数之间的数学关系的表达式。

约束条件：影响目标值的各种参数。

建立数学模型的步骤：(1) 明确目标。 (2) 确定主要变量。 (3) 找出主要因素、主要变量之间的关系。(4) 明确系统的约束条件。 (5) 规定符号、代号，并根据有关学科知识，用数学符号和数学公式表达所有关系。(6) 对建立的数学模型进行修整和简化。24、vnt计算时输入的参数：分支数据输入（分支号、始末节点号、风阻、固定风量、调节标志、最小风阻）；

风机数据输入（风机号、风机类型、所在分支、风压值、风机外部漏风率、风机曲线）；

风机曲线点数据输入（风压、风量）