1绪论 1
1．1有色冶金炉窑分类 1
1．2有色冶金炉窑热工过程与一般炉窑热工系统 2
1．3有色冶金炉窑设计与研究方法的发展 3
1．3．1炉窑设计与研究常用方法 3
1．3．2数学模型-全息仿真-整体优化方法的特点 5
1．4有色冶金炉窑数学模型及一般建模方法 6
1．4．1现代有色冶金炉窑数学模型的种类 6
1．4．2建模步骤特点 7
参考文献 9
2有色冶金炉窑热工过程数学模型 10
2．1炉内气体流动与流场模拟 10
2．1．1概述 10
2．1．2雷诺时均方程与法夫尔平均法 12
2．1．3湍流模型 14
2．1．4低雷诺数k-ε模型 20
2．1．5归一化重整组合k-ε模型 23
2．1．6雷诺应力模型 25
2．2炉内传热过程与温度场模拟 26
2．2．1炉内传热过程特点 26
2．2．2区域法（Zone Method）辐射模型 28
2．2．3蒙特卡罗辐射换热模型 32
2．2．4离散辐射传热模型 34
2．3燃烧过程与浓度场模拟 37
2．3．1化学反应流体力学基本方程 38
2．3．2气相燃烧模型 42
2．3．3颗粒与液滴燃烧模型 49
2．3．4 NOx模型 55
2．4磁场模拟 62
2．4．1物理模型 62
2．4．2电流场数学模型 63
2．4．3导电元件的磁场数学模型 64
2．4．4铁磁元件的磁场模型 69
2．4．5磁场三维数学模型 71
2．4．6磁场模拟的应用 72
2．5炉内熔体流动与流场模拟 72
2．5．1炉内熔体流动的数学模型 72
2．5．2电磁流动 74
2．5．3喷射气流作用下的熔体流动 78
参考文献 84
3有色冶金炉窑的全息仿真 91
3．1全息仿真概念与特点 91
3．2全息仿真数学模型 92
3．3全息仿真中的多场耦合问题 95
3．3．1多场耦合类型 95
3．3．2三场相内耦合实例 96
3．3．3四场多重耦合实例 97
3．4全息仿真模型的求解方法 100
参考文献 101
4热工-工艺过程的人工智能模拟 103
4．1有色冶金炉窑内热工-工艺过程特点 103
4．2人工智能方法原理简介 104
4．2．1专家系统 105
4．2．2模糊模拟 106
4．2．3人工神经元网络模型 107
4．3智能模糊分析法建模 109
4．3．1多变量系统智能模糊自适应优化决策模型建模方法 109
4．3．2实例——炼镍矿热电炉生产过程模糊自适应优化决策模型 113
4．4模糊神经网络分析法建模 119
4．4．1多变量系统模糊神经网络自适应优化决策模型建模方法 119
4．4．2实例——渣贫化电炉生产过程模糊神经网络自适应优化决策模型 123
参考文献 128
5铝电解槽的全息仿真 131
5．1概述 131
5．2铝电解槽的电磁场解析 135
5．2．1母线电流解析模型 136
5．2．2阳极电流解析模型 136
5．2．3熔体电流场解析 139
5．2．4阴极电流场解析 142
5．2．5磁场解析 144
5．2．6铁磁性物质对磁场分布的影响 147
5．3熔体流场解析 150
5．3．1熔体内的电磁力 150
5．3．2铝液运动分析 151
5．3．3电解质运动分析 152
5．3．4熔体流场计算 154
5．4铝电解槽热场解析 156
5．4．1控制方程与边界条件 157
5．4．2计算方法 159
5．5铝电解槽的动态仿真 161
5．5．1铝电解槽运行工况的影响因素与动态仿真基本原理 161
5．5．2模型与算法 162
5．5．3动态仿真技术方案及软件系统功能 163
5．6铝电解槽的电流效率模型 164
5．6．1电流效率的影响因素及其测定方法 166
5．6．2电流效率模型 168
参考文献 171
6矿热电炉仿真与优化 175
6．1概述 175
6．2矿热电炉自焙电极烧结过程模型 176
6．2．1电极烧结过程电、热解析模型 178
6．2．2计算机仿真软件 181
6．2．3计算结果及烧结过程分析 182
6．2．4自焙电极结构与操作制度的优化 188
6．3矿热电炉熔池流场模型 191
6．3．1熔池流场数学模型 191
6．3．2炉渣受力分析 193
6．3．3流场求解方法与特点 195
6．4矿热电炉熔池传热和温度场模型 198
6．4．1熔池热场数学模型 199
6．4．2计算机仿真软件 202
6．4．3计算结果及验证 202
6．4．4电炉生产条件的评价及优化 208
参考文献 209
7火焰炉炉膛四场耦合仿真 213
7．1概述 213
7．2碳阳极焙烧炉燃烧室仿真与优化 215
7．2．1物理模型 216
7．2．2数学模型 216
7．2．3仿真和优化过程实例 218
7．3闪速炉反应塔内四场耦合仿真 225
7．3．1数值模拟方法 225
7．3．2铜闪速炉仿真实例 229
7．3．3结论 234
7．4煤粉锅炉炉膛内的四场耦合模型 234
7．4．1物理模型 236
7．4．2数学模型 236
7．4．3仿真的燃烧工况及边界条件 240
7．4．4仿真结果及分析 242
参考文献 248
8广义流态化中稀相与浓相模型 251
8．1关于气-粒广义流态化系统 251
8．2粉料粒度分布模型 253
8．2．1正态分布模型 255
8．2．2对数概率分布模型 255
8．2．3韦布尔概率分布函数 256
8．2．4 R-R分布模型 257
8．2．5拔山-棚泽分布函数 258
8．3稀相模型 259
8．3．1气-粒两相流动理论模型概述 259
8．3．2无滑移模型 260
8．3．3小滑移模型 261
8．3．4多流体模型 263
8．3．5颗粒群轨道模型 265
8．3．6颗粒群轨道模型的求解方法 270
8．4浓相数学模型 271
8．4．1概述 271
8．4．2简单气泡两相模型 273
8．4．3鼓泡床模型 274
8．4．4气泡聚合模型 275
8．4．5用于气固反应的气泡聚合模型 280
8．4．6浓相中固体反应率模型 283
参考文献 287
9单端辐射管的多重数值仿真 290
9．1概述 290
9．1．1单端辐射管及研究背景简介 290
9．1．2单端辐射管仿真的总体思想 293
9．2单端辐射管的三维冷态模型 294
9．3单端辐射管的二维模拟 298
9．3．1流场计算 298
9．3．2燃烧计算 301
9．3．3二维模型计算结果与分析 305
9．4单端辐射管的一维模拟 308
参考文献 313
10有色冶金炉窑多目标整体优化 315
10．1概述 315
10．1．1优化概念及其发展 315
10．1．2炉窑整体优化三原则 315
10．2炉窑整体优化的一般目标 317
10．2．1单位生产率函数 317
10．2．2产品质量控制函数 322
10．2．3炉窑寿命控制函数 324
10．2．4炉窑能耗函数 326
10．2．5大气污染物排放控制函数 327
10．3多目标整体优化的常用方法 333
10．3．1人工智能优化方法 333
10．3．2统一目标法 336
10．3．3主要目标法 338
10．3．4协调曲线法 339
10．3．5分层求解法 339
10．3．6多目标模糊优化 340
10．4炉窑整体优化的技术载体 342
10．4．1设计优化CAD 342
10．4．2炉窑操作优化智能决策支持系统 343
10．4．3在线优化系统 351
10．4．4监-控-管一体化集成系统 354
参考文献 357
索引 360
译名对照 367