空间优化方案范文第1篇

关键词:空间综合法 行星变速箱传动方案 优化设计

一、引言

行星齿轮变速箱具有传动比大、体积小等特点,被广泛地应用在筑路机械的传动系统中。为了提高设备的工作性能,其结构传动方案优选一直受到许多学者的重视。由于设计变速箱传动方案面临的主要问题是构成方案的数量较多,且最佳传动方案的模糊性限制,大多是在局部范围内选择最佳传动方案。本文用机械现代化设计方法中方案优选空间综合法,在全区域上选择筑路机械行星齿轮变速箱最佳传动方案,不仅能大幅度减少优选工作量,而且能使优选过程与专家经验有机地结合起来,使所选择的结果可信,优选过程中借助计算机辅助完成,使实用性增强。

二、设计方案研究综合法原理

方案优选空间综合法的基本原理为:在整个设计空间上分离出较优子空间,然后再用每一较优子空间构建形成子方案,并搜索出最优方案,最后将其综合成整体最优方案。搜索最优方案的方法本文采用实用价值分析法和模糊综合评判法。实用价值分析法是整个设计空间上构建较优子空间,在每一较优子空间上,由实用价值分析法评判出最优方案。然后利用模糊综合评判法对所获得的最优方案,根据给定挡位数和各挡传动比条件下,评选出整体最优方案。

(一)行星变速箱最佳传动方案的评价标准和设计要求

1、能较准确地实现各档传动比。

2、传动效率要高,特别是常用档。前进档传动效率应不低于0.95,后退档传动效率应不低于0.87。

3、各构件转速和轴承相对转速不应过高,特别是制动器、闭锁离合器、行星齿轮的相对转速不得超过允许值。一般制动器、闭锁离合器最高空转转速不得大于4000～5000rpm。行星排传力时,行星轮转速不得大于5000-6000rpm;行星排空载时,行星轮转速不得大于7000-8000rpm。

4、行星排特性参数α的值应在4/3≤α≤4下列范围之内。α值超出合理范围将使行星排结构设计困难。相邻行星排的α值不要相差太大,以利变速箱结构设计。

5、结构比较简单,外形尺寸要小。对构件连接的要求是:相邻行星排同名构件连接最好;其次是行星架与齿圈连接,太阳轮与行星架的连接;齿圈与太阳轮的连接最不好,应力求避免。制动器的布置要求是:齿圈为制动件最好,行星架次之,太阳轮为制动件最差。闭锁离合器应布置在结构空间允许的两回转构件之间,且该两构件的相对空转转速不得超过允许值。因此,首先为便于操纵,闭锁离合器的位置应在变速箱的端部;其次,从摩擦力矩最小的观点考虑,离合器最好装在摩擦力矩较小的两构件之间,但还应考虑滑摩功的问题,因相对速度过大,将使滑摩功大为增加。

6、各构件承受的扭矩不应过大,特别是离合器的摩擦力矩和制动器的制动力矩要小。

(二)变速箱自由度数的选择确定

在选择行星变速箱的自由度时,除了应考虑变速箱行星机构的结构要简单外,还需注意使操作系统简化。一般根据档位数而定。对于档位数不大于4的变速箱,一般采用二自由度方案;对于档位大于6的变速箱,应采用多自由度串联组成式方案;考虑到换档操纵性要求,多采用三自由度方案。三自由度变速箱与二自由度变速箱相比,其主要优点是减少了构成变速箱的行星排和换档操纵件(制动器和闭锁离合器)数目;改善了变速箱的结构工艺性;可降低制动器和闭锁离合器的空转转速。但也存在一些需要在方案设计中解决的问题,如:较难准确地实现全部传动比;操纵件的元件数目增多;由于操纵的摩擦元件各档共用,因此不得不按最大扭矩的档来设计,对其它档来讲储备系数过大,使换档性能变坏。目前所用的变速箱,一般采用由两个二自由度变速箱串联而成。其方案有两种,见图1。

(三)二自由度行星变速箱最佳方案设计

对于无永久外力支承的二自由度行星变速箱,若要得到n个不等于1的不同传动比就需要n个操纵件,一个主动件,一个从动件,故所需构件的总数为n+2个。即为了实现n个i≠1传动比,变速箱的行星排数必须有、而且仅需要n个。对于i =1的传动比(即直接档)可借助闭锁离合器连接任意两构件而得。总之,对于无永久性外力支承的二自由度行星变速箱,其所有的构件总数为n +2个,在n +2个构件中再任意取3个可组成一个行星排,故可组成的不同行星排总数为:m = C3n+2=(n +2)(n +1)n3!

在C3n+2个行星排中,任选n个可组成一个变速箱,对每一变速箱再看不同的前后次序排列方式有Pn= n!,故可能的变速箱传动方案共有Cnm.Pn个。对这些方案再根据行星排特性参数α的大小,结构的可能性和合理性,行星轮的最高转速,传动效率,各构件、离合器及制动器的载荷和热负荷等条件,最后选出最佳方案。单行星排的转速特性方程:

ns+αnr-(1+α)nc=0(1)

其中:ns―太阳轮转速;

nr―齿圈转速;

nc―行星架转速;

α―行星排特性参数,α= zr/zs;

zr―齿圈齿数;

zs―太阳轮齿数。

可以看出,此方程为三元、齐次、系数和为零的线性方程,并且太阳轮转速前的系数绝对值最小,齿圈转速前的系数绝对值较大,而行星架转速前的系数绝对值最大。反过来,对于任何一个三元、齐次、系数和为零的线性方程都可对应一个行星排,并且根据方程中各变量前系数绝对值的大小,可以判断各变量对应行星排中基本元件的转速,并且齿圈转速前的系数与太阳轮转速前的系数之比即为行星排特性参数α。

二自由度行星变速箱的操纵件转速方程:ni- ino+(i-1)nb=0(2)其中:

ni―输入件转速;

no―输出件转速;

nb―操纵件转速;

i―传动比。

可以看出,它与单行星排转速特性方程(1)形式相似,也是三元、齐次、系数和为零的线性方程,故根据它可确定一个行星排,并能实现所给的传动比。

三、总结

选择出的最佳传动方案具有高的可靠性。用实用价值分析法和模糊综合评判法评选最优传动方案特别适合于计算机辅助完成。实用价值分析法和模糊综合评判法都是以专家经验和现用的优良行星变速箱传动方案为基础。相对而言,其选择出的最佳传动方案具有高的可靠性。

参考文献:

[1]饶振钢. 行星齿轮变速箱的结构参数与传动比计算[J]. 江苏机械制造与自动化, 2001, (02) .

[2]张伟社、武小娟、张帆.装载机变速箱装置故障树分析方法[J].筑路机械施工与机械化,2004,2(19).

[3]张伟社、徐永杰、秦永涛.四挡位行星变速箱传动方案综合法[J].长安大学学报:自然科学版,2006,2(61).

空间优化方案范文第2篇

关键词通用厂房；设计；占优方案

通用厂房建筑的占优方案选择是系统课题，涵盖规划，建筑，结构，设备，电气等多专业。本文定位在规划和建筑设计阶段，从中寻求优化途径来找到相对占优方案。

1 前期规划中“瞻前顾后”

规划优化是建筑设计占优的基础。平面优化可实现功能优化。剖面优化是将建筑从平面二维演绎到空间三维的优化。立面的优化本质是寻求构图符号之间的和谐。园区规划要结合空间演绎的规律。空间演绎分二维和三维。初期为二维平面，从二维平面发展会产生三维空间需求，通俗讲就是上下部空间的拓展。随着经济与科技的发展，工业园区的规划将逐步注重空间利用，依靠科技实现土地高效利用和人性化追求。

2 规划占优设计寻求途径

根据建筑规划理论：提高容积率能提高土地利用率，但建筑量过大会带来环境劣化，降低效能。工业用地一般在城市，区位敏感度有限，受工艺制约，相对商业和住宅建筑，规划容积率受土地影响较弱。容积率的选择要考虑到生产规模，投资回收期，成本及持续发展等因素。一般R值不宜低于0.3，否则土地开发强度过弱，闲置率大。R值也不适宜高于1，否则就削弱园区规划的持续发展基础，环境品质降低。结合当前情况，R值建议取在0.4-0.6之间。建筑密度反映出用地范围内空地率和建筑密集程度。在既定容积率下，建筑密度大小影响环境品质，密度大则预留环境空间小；但密度过小会使配套工程投资成本增加。

规划设计涵盖功能系统、交通系统，竖向系统，管网系统，景观系统。功能系统由主要建筑，构筑物，辅助建筑组成；交通系统有城市道路、厂区道路，便道组成；竖向系统是为合理设定高程而采取的竖向设计。管网系统包括园区给排水，采暖，电力，通讯等生产生活的基础设施。景观系统是附属系统，可根据园区规划和实际需求弹性确定标准。规划各系统之间相互独立而关联，规划的占优方案取决于各系统内部设计优化和系统之间组合优化。

功能系统的优化要结合工艺来设计各组团的功能搭配，日照节能，动线物流和发展预留等。各环节在设计中相互独立，是涵盖专业面最广，专项技术要求最高的部分。总体设计原则以工艺为核心，通过建筑设计来保障功能和空间的经济适用。

交通系统的优化通过快捷通畅的动线设计来实现。每个既定的功能系统会对应最优交通系统，但交通系统优化是对整体而非局部，工业园区道路优先等级依次是：城市道路、物流干道、人行道、便道。通过对人、车、货分流、出入分流的设计来分析总体占优方案。

竖向系统要结合场地状况设计。对于平整且地貌单一的场地，竖向设计简单。对于高差大且地貌复杂的场地，竖向系统要从整体考虑，要处理好入口，堆场，建筑物，区内干道各自之间的高差关系，做到合理，自然。综合管网系统会在既定的交通系统和竖向系统基础上体现对应标准，同时也要力求最短路径以降低成本。

景观系统目前在工业园区作为非重点，通常在大规模工业园区规划的某个区域内集中设置，例如商务会展区和生活区是物质文化生活的体现标准，也是企业文化展示客厅，对它的关注度会随着社会发展而逐步提高。

3 平面设计中“拿来创新”

建筑平面设计涉及柱网，功能分区，门窗，水平和垂直交通系统和附属功能等。柱网设计直接决定功能与空间利用；结构形式与造价。它是建筑的骨架。通用工业厂房的柱网直接受限于工艺生产。根据厂房起吊设备的吨位和生产工艺需要合理确定柱网方案是首要环节。

通用工业厂房的柱网受力特征如下：①随着柱距的增大，钢排架部分用钢量比率逐渐下降，且随柱距的增加，下降的幅度逐渐趋于平缓。②其它各项的用钢量均随柱距增加而增加，并且增幅较大，特别是吊车梁，柱距较大时须用格构式，其用钢量占主导并最终超过刚架用钢量。其次是檩条，因长细比的要求用钢量增加也较快。③通用单层厂房上部结构总用钢量随柱距的增加先是逐渐减少而后增加，呈“浴盆曲线”，这表明用钢量指标存在最优柱距。④特定厂房有特定的经济柱网，根据建筑跨度，位置，高度，吨位，牛腿，地基，自然条件，维护标准，空间协同作用等众多因素影响，最优柱距不断变化，一般来说经济柱网区间在6―9米。⑤随着材料科学的发展，大柱网是以后建筑空间发展的趋势，柱网增大可以减少构件数量、加工量，配套设施，构件安装的施工期，从其他方面争取得效益。

通用厂房有两类，一类是办公生产联合体，一类是独立单体。两种形式各有优劣，联合体空间紧凑，注重管理与生产同步，节约土地面积，能较快传递信息，缺点是扩建受限，主导生产则办公区因受车间柱网限制而不易合理布置，设计复杂。独立单体平面则相反。因此，没有绝对完美的平面方案，要根据生产需要和园区规划，因地制宜的选择才能找到建筑平面设计的占优方案。

通用厂房设计受限于程序化和规范化要求而缺乏形式和功能上的创新。由于工艺差异，建筑形式创新研究成果应用有局限性，但可以根据生产需要，结合企业文化创意，演绎平面格局。土地面积充裕时采用独立单体，这类平面适宜信息化、智能化、机械化程度高的生产。对用地紧张的同类建筑，可采用组合式。这类平面可以缩短信息功能区与生产区的联系路径，适宜劳动密集型生产。

厂房建筑设计中的创新不仅限于功能设计，还要有好的表达形式。好的形式创新能激发全新感受，营造新的氛围促进生产。让员工自然的体会企业文化。如图1是生产乐器的工业园区规划平面，整个建筑规划设计以一把“电贝司”而展开，形成特色平面。在“拿来”的基础上实现了创新。创新可通过以下方式，：一是功能优化；二是构图立意。此外，还可以在剖面空间、立面协调、节能减排等方面推敲，一一逐项优化。

空间优化方案范文第3篇

关键词：数据库优化 分区 索引 回滚段

1、选题背景及意义

目前，几乎所有的应用程序都要和数据库打交道。尤其对于数据量大的系统，用户在进行业务处理时往往感到速度很慢，不能满足应用的要求。究其原因：一是硬件设备(如CPU、磁盘)的存取速度跟不上，内存容量不够大，当然和网速也有很大的关系；二是应用程序设计方面的问题；三是没有对数据库进行合理的优化。针对这一严重影响工作效率的问题，本文结合项目开发经验，阐述具体的配置方法。对数据库性能的优化可以大大节省用户在对数据库进行操作的时间，从而可以大大提高工作效率。

作为全球第一大数据库厂商，Oracle数据库在国内外获得了诸多成功应用，据统计，全球93%的上市.COM公司、65家”财富全球100强”企业不约而同地采用Oracle数据库来开展电子商务。我国很多企业、政府单位及电子商务网站也采用了Oracle作为数据库服务器。Oracle数据库服务器是高度可优化的软件产品，经常性的调整可以优化应用系统的性能，防止出现系统瓶颈[1]。因此本文选用Oracle数据库作为研究的对象。

2、系统调整

所谓系统调整是指为了改变系统特性而对系统的软件或硬件进行的修改。主要表现在以下几个方面：

提高系统吞吐量：使系统能在最短的时间内完成最大的工作量。

缩短系统响应时间：提高系统返回数据的速度。

支持众多用户：使系统能支持最大数据的用户。

很多因素都会影响服务器上Oracle的性能：Oracle实例的调整、操作系统、硬件以及由用户所产生的数据库负载等等。很多因素都可能会导致系统性能下降。下面是一些导致系统性能下降的因素[2]：

1．I/O子系统超载：这可能导致系统需要等待磁盘返回数据而降低整个系统的运行速度。

2．计算机系统内存不足：内存不足将减少Oracle用于存放最近访问过的数据的缓冲区空间，并导致操作系统频繁换页和交换，从而导致计算机系统额外的I/O开销。

3．Oracle资源缺乏：如果Oracle的共享缓冲池太小，将引发系统性能方面的问题。

4．硬件：硬件方面的问题可能是系统中包括了故障或是系统中的某种资源（如磁盘或内存）不足。

5．操作系统：这部分的内容包括对数据库的调整和对Oracle所使用的操作系统资源的调整。

6．Oracle：为了获得优化的系统性能，正确调整Oracle配置是非常重要的。如果调整不善将会严重影响系统性能。

针对以上影响系统性能的问题，本文将提出六个方案来阐述具体的性能优化过程。

3、数据库优化方案

对数据库优化的方案有很多，本文主要从以下几个方面着手研究分析：

1. 所有表不建索引，并且数据库内所有的表都存放在同一个表空间内，对海量数据测试其系统的响应时间。

2. 添加索引并从中选择最优索引字段、划分表空间、分离各表与索引及回滚段、进行分区并对分区建立索引，然后以同样的方法测试系统的响应时间。

3. 优化存储技术。确定数据块、盘曲、非簇表的空间与簇表空间的数量和大小；优化回滚段；进行缓冲区管理；再测试系统的响应时间。

4、通过添加显示图来测试系统的响应时间

3.1 方案一：不采用任何优化技术来测试系统的性能

1. 创建用户：默认存储在users 表空间内；

2. 数据准备：创建数据表，包括三张数据字典，两张业务表，一个用户表，六张表存在六个关联。其中主业务表（DragIn 表）1630000条记录，占用140M的空间；（DragOut表）1400000条记录，占用120M的空间；

3．测试：测试系统的性能，记录查询所用的时间，与下一个方案进行比较。

3.2 方案二：添加索引，优化其查询效率

索引的选择性是指索引列中不同值的数目与表中记录数目的比。一个索引的选择性越接近于1，表明这个索引的效率就越高。

本测试方案，首先确定用户常用的字段，然后列出全部预索引字段，最后确定预索引字段的选择性并对选择性高的字段设置索引。确定索引的选择性，可以有两种方法：手工测量和自动测量。

由于只是对表dragin,dragout 的六个字段分别进行并列索引，所以采用手工测量索引的选择性，从而确定哪种并列索引方案最优。

3.3方案三：划分表空间，分离各类表与索引，回滚段

在以上方案的基础上划分表空间，分离表、索引、回滚段，从而达到优化数据库性能的目的。具体表现为：数据库管理员可以将组成同一个表空间的数据文件放在不同的硬盘上，做到硬盘之间I/O 负载均衡。

本方案将通过以下方法对数据库进行优化：

1．将表和索引分开。

2．将用户表空间从系统表空间（system）中分离出来。这将使用户操作对数据库功能的影响最小化。取消用户在其它表空间中的定额，并且将缺省表空间设置值改为USERS 表空间。

3．创建回滚段专用的表空间，防止空间竞争影响事务的完成。回滚段的I/O 通常与DATA 和INDEXES 表空间的I/O 同时发生。将回滚段与数据段分隔开有助于避免发生I/O 冲突，从而简化对它们的管理。本方案对表空间创建回滚段并指定表空间为RBS 表空间；

4．创建临时表空间用于排序操作，尽可能的防止数据库碎片存在于多个表

空间中。

3.4 方案四：进行分区

随着数据的的增大，对表的维护也更加困难。在海量数据库中，通过把一个大表分成多个小表，来简化数据库的管理程序的操作，称之为分区（partition）。除了表以外，也可以对索引进行分区。Oracle 把分区表看作一个大表，同时也将其作为一些独立的对象来管理。因为分区基础使用的范围值是程序设定的，所以在访问表时可以使用特定的分区直接查询。这样查询进程中只浏览少量数据，自然就改善了查询性能。

在Oracle9i 中，Oracle 支持三种划分方式：范围划分、散列划分和混合划分[3]。本文采用范围分区。用作分区逻辑基础常用的划分基础是表中一个外键，因此本文中以DragId 和DragTypeId，FactoryId 列为基础进行分区。如果频繁使用这些列进行查询，就可以基于这些列分开数据，然后将其用作分区键。

3.4.1 查询分区

查询直接在分区中执行，这样可以优化查询功能，减少I/O 冲突的可能性。其代码如下：

select * from DragIn partition(part1) where 字段 between 数值 and 数值

3.4.2 分区的索引

当创建一个分区表时，应该对该表创建一个索引。表索引也随划分表的范围值进行划分。为了使分区的效果更好，在分区的基础上创建一个局部索引。

3.5 方案五：优化存储技术

由于数据库的块大小在数据库创建以后就不能再修改（除非重建数据库），因此为了减少数据链接和行迁移，提高磁盘空间的利用率，在设计数据库时要确定合适的数据块大小和存储参数。本文根据样例数据确定数据块大小，而根据业务现状和未来发展趋势确定存储参数。

3.5.1 storage（存储参数）子句

一个段所使用的空间量由它的存储参数决定。这些参数在段创建时由数据库来确定。存储参数规定initial 盘区大小、next盘区大小以及pctincrease (每个顺序盘区几何增长的系数)、maxextents (盘区的最大数量)、minetents(盘区的最小数量)值。在段创建后，就不能改变initial 和minextents 的值。当创建一个段时，它至少会获取一个盘区(其他值可以通过minextents 设定)。盘区用于存储数据，直到没有可利用的自由空间为止。当段中增加新的数据时，这个段通过获取由next 参数规定大小的另一个盘区来实现扩充。Pctincrease 参数用于最小化增长的表中的盘区数量。若该参数的值不是零，则可能导致每个相继盘区的尺寸几何地增长，而这个增长率由pctincrease 系数确定。理想情况是，一个段只具有一个大小合适的盘区，并且next值较小，设表的pctincrease 值为0。这样设置将避免段中碎片所带来的影响[4]。

3.5.2 估计非簇表的空间

只需知道下列四个值就可估计一个表所需的空间：数据库的块大小、该表的pctfree值、行的平均长度、该表中的期望行数。

1. 确定数据库的块大小

数据库的块大小可通过数据库的init.ora 文件中的DB_BLOCK_SIZE 参数来设置。每个数据库块都有一个用于该块内开销的区域。表的块开销估计为90字节[5]。因此，一个块中的有效空间=为数据库块大小-块开销。

根据此次实验的要求，确定块大小为8192字节，从而确定其有效空间为8102字节。

2. 计算pctfree 值

pctfree 值代表了为自由空间保留的每个数据块的百分比。它控制了一个表的块中存储的记录数[6]。如果pctfree 值设置得太小，则有可能使一些行移到新的数据块中以适应它们的新长度。如果pctfree 值太大，会导致不必要的空间浪费。

3. 确定行的平均长度

接下来估算平均行长度。Date 值的长度估计为8字节，Number 值的长度估计为4字节。对于Varchar2 列，估算存储在该列中的数值的实际长度。注意这些估算含有附加的列开销。实际上，一个Date 值存有7字节，而一个Number 值是3字节。

4. 确定表的最终空间方案：

一个表具有10列，估计的平均行长度为600字节。由于每块有3605字节的有效空间(根据前面的估计)，所以每块的行数是：3605/600=6。

现在，必须估算表中的期望行数，如果该测试表拥有25000行，那么所需块数为：25000/6=4166。

该表大约需要4166块。然而，它与上述几节所指定的盘区大小不相符。可有下列两种选择：

(1)创建一个16MB(4096块)的initial 盘区和一个512KB（128块）的next 盘区。

(2)如果空间足够并且考虑到表的进一步增长，可创建一个32MB的initial 盘区。

如果使用第一个选项，则空间分配（4224块）将超过估算值（4166块）的1%。通过分配这附加的1％，就可创建一个表，其盘区大小可正确调整以符合性能和再利用自由盘区的要求。

3.5.3 确定盘区尺寸

如果表的盘区大小不是I/O缓冲区大小的倍数，则所需要的读操作次数可能会增加。要避免为盘区大小付出性能代价，必须选择如下两种策略之一：

1. 创建明显大于I/O容量的盘区。如果盘区非常大，即使盘区的大小不是I/O缓冲区大小的倍数，也只需要很少的附加读操作。

2. 创建其大小是操作系统的I/O缓冲区大小的倍数的盘区。

考虑到第一种方法对硬件，软件的要求都比较高，此处采用第二种方法进行计算。由于系统默认的I/O 缓冲区大小为64KB, 那么盘区大小可选择为64KB、128KB、192KB、256KB等等. 要避免浪费自由空间，必须使较大盘区大小是较小盘区大小的整数倍,这样在数据存储时不至于造成大量的空间流失。

以此为基础，根据本次实验的要求，确定其盘曲尺寸为128KB。

3.6 方案六：应用显示图技术

对于Oracle，你可以创建显形图(materalized view)。显形图在结构上与快照非常相似。它存储基于一个基本查询的复制数据。快照一般存储来自远程数据库的数据，而显形图通常则存储从当前数据库中复制的数据。在数据库操作期间，如果显形图要返回相同的数据，优化程序就可以动态地选择使用一个可利用的显形图，以代替对一个更大数据表的查询。显形图还可以提供潜在的性能，但是要增加空间占用和维护代价。

4 结束语

Oracle数据库的性能调整相当重要，但难度也较大。数据库管理员需要综合运用上面介绍的规律，在数据库建立时，就能根据应用的需要合理设计分配表空间以及存储参数、内存使用初始化参数，对以后的数据库性能有很大的益处。只有认真分析Oracle运行过程当中出现的各种性能问题，才能保证Oracle数据库高效可靠地运行。还需要指出的是：数据库的性能调整是一个系统工程，涉及的方面很多，不能仅仅根据一个时间点的情况就断定数据库运行性能的好与坏。如何有效地进行调整，数据库管理员需要经过反反复复的过程。这些都需要在大量的实践工作中不断地积累经验，从而更好地进行数据库的调优。由于知识准备不充分和缺少实际经验，因此在很多技术细节上阐述得不够明确，这有待于在实际工作中提高。

参考文献：

[1] Oracle数据库性能优化技术, 文章来自:天极网

,2005-5-14 11:00.

[2] Edward Whalen, Mitchell Schroeter 著, 高艳春, 周兆确, 唐艳军译. Oracle 性能调整与优化. 2002年12月第一版. 北京: 人民邮电出版社出版发行, 2002.

[3] 求是科技. Java数据库系统开发实例导航. 2004年5月第1版. 北京: 人民邮电出版社出版发行, 2004.

[4] 文宏. Oracle9i简明教程轻松实战20天. 2003年10月 第一版. 北京: 清华大学出版社. 2003.

[5] Oracle中优化SQL的原则. 省略/database/oracle/index5/198.htm, 2005-4-16 10:29 .

[6] 提高ORACLE数据库的查询统计速度.

省略/database/oracle/index5/198.htm, 2005-4-16 10:39 .

[7] 数据库查询优化.北工大计算机学院软件工程研究所, 程颖 省略/oracle/optimizea.htm, 2005-4-16-10:23.

[8] 李志敏, 彭志刚.Oracle数据库性能优化技术, 计算机与信息技术, 2004.

[9] 萨师煊．数据库系统概论［M］．北京：高等教育出版社, 2000.

空间优化方案范文第4篇

关键词：泵站双向流道流态垂直隔板导流锥数值模拟分析

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

一、横江泵站设计要点

横江泵站工程位于江门市蓬江区境内，是一座通过双向流道中上、下、左、右闸门的启闭组合控制实现双向引排水功能的泵站。泵站布置6孔，中间4孔为泵室流道，2个边孔为自引水闸。泵室内安装4台型号为1200ZDB－160（φ＝+2o）的潜水泵，单机容量为250KW，总装机容量为1000KW，单机引水流量为5.1m3/s，总引水流量为20.4m3/s，单机排水流量为5.2m3/s，总排水流量为20.8m3/s。

横江泵站原设计方案在各种运行工况下，装置整体水流可以较好的从进水闸正向进入进水池，水流流态平稳，速度梯度变化均匀，且流速呈对称分布，只在局部有小范围的漩涡和回流产生。现对进水流道作进一步的优化设计，并对设计方案进行数模计算分析，进一步论证设计方案对横江泵站进水流道流态的影响，为工程设计及运行管理提供技术参考依据。

二、 优化方案的提出

横江泵站为一双向引排水功能的泵站，由于泵站本身的特点，双向进水流道中两侧水流流速不完全相同、水流转弯处过水断面的突变等因素，以及非进水流道一端有足够的空间供带有环量的水流发展成漩涡。改善流态的基本途径是设法切断漩流或将流道分割成若干小的空间,抑制漩涡的进一步发展,从而达到消涡的目的。根据设计经验，一般有两种有效的消涡设施方案，第一种是在流道内放置一块贯穿整个流道的垂直整流隔板，第二种是在水泵喇叭口下设置导流锥。

为此，对泵站进水流道提出四个优化设计方案，分别是：1.单排隔板优化方案，即在流道内设置贯穿整个流道的垂直整流隔板；2.单排隔板加导流锥优化方案，即在方案1的基础上在喇叭口下方设置一个坡面为椭圆锥形的导流锥；3.双排隔板优化方案，即在流道内设置两排等间距的贯穿整个流道的垂直整流隔板，隔板尺寸与方案1相同； 4.双排隔板加导流锥优化方案，即在优化方案3的基础上加装优化方案二的导流锥。各方案在流道内的布置见图1。

三、进水流道内消涡效果（数值模拟结果）对比

现对上述4个方案分别进行三维流场数值模拟，通过截取泵站进水流道1/2高程处横截面，其数值模拟成果（速度矢量及流线图）见图2。

分析数值模拟成果速度矢量及流线图可知，单排隔板的优化方案流道内流态顺畅，漩涡及回流范围小。双排隔板的优化方案通过在进水流道内多加设了一道垂直隔板，将流道分割成小空间，进一步有效地抑制了漩涡的发展，流态顺畅，流道内的漩涡和回流范围减小，消涡效果明显；但是，加导流锥的消涡效果一般，流道内依然有大量的旋涡和回流存在。

(a)方案1进水流道横截面流线图(b)方案2进水流道横截面流线图

(c)方案3进水流道横截面流线图(d)方案4进水流道横截面流线图

图2 各方案喇叭口水平截面流线图

四、喇叭口的偏流问题对比

（a）单排隔板优化方案（b）双隔板优化方案

（c）单隔板加导流锥优化方案 （d）双隔板加导流锥优化方案

图3 各方案喇叭口水平截面流线图

由于双向流道总是一端进水，所以喇叭口处的进水多有偏流现象，从上面四个方案的喇叭口水平截面流线图，观察汇流点的偏移状况可以看出，各个优化方案对吸水管喇叭口下方流态都有较好的矫正作用，交汇点在容许偏移区域内，其中，尤以双隔板加导流锥的优化方案四效果最明显。但是综合考虑图2和图3的对比效果，而且考虑施工及经济因素，单排垂直隔板方案可行性最高，因此排除在流道内加设导流锥的优化方案。

下面着重对单排垂直隔板优化方案和双排垂直隔板优化方案进行对比分析。

五、机组整体流态对比

通过截取单排隔板优化方案以及双排隔板优化方案一号泵中部截面，通过三维数值模拟作出截面速度矢量及流线图（见图4），从流线图分析可知，单排隔板优化方案的出水流道流态顺畅，天沙河侧基本无回流和漩涡现象出现，但若在进水流道内再加设一道垂直隔板，恶化了出水流道的流态，在天沙河侧管道垂直交叉处有较大的旋涡出现，且整体流速降低。出水流道流态是机组段流态的间接反映，在一定意义上将会增加泵站的扬程。

（a）单隔板泵中部截面流线图（b）双隔板泵中部截面流线图

六、总结

横江泵站为一双向引排水功能的泵站，由于泵站本身的特点，双向进水流道中两侧水流流速不完全相同、水流转弯处过水断面的突变等因素，以及非进水流道一端有足够的空间供带有环量的水流发展成漩涡，因此，在非进水流道一侧内存在漩涡和回流的现象避免不了。

目前，改善流态的基本途径是设法切断漩流或将流道分割成若干小的空间,抑制漩涡的进一步发展,从而达到消涡的目的。基于以上消涡基本方法，本设计拟定了四种优方案，数值模拟计算结论如下：

（1）在流道内设置贯穿整个流道的垂直整流隔板情况下，再设置导流锥，消涡效果不明显，考虑施工及经济因素，因此在流道内不宜加设导流锥。

空间优化方案范文第5篇

关键词：流场；热电偶；散热风道系统

中图分类号：TM925 文献标识码：A

0.引言

空调散热风道的优化设计一直是空调技术领域研究的重点课题，随着温室效应的影响越来越严重，白天温度越来越高，使空调逐渐成为人类不可或缺的可以改善生活质量的家用电器之一，空调长时间运行时，特别是在夏天，如果空调电控盒的散热风道设计不佳，会导致电子元器件温升过高，致使电子元器件烧坏或失效，因此空调室外机散热风道的优化设计是至关重要的，通风良好的散热风道不但可以有效降低空调室外机电控盒内腔体温度，同时还可以有效抵御暴风雷雨天气时雨水进入电控盒内部。工程师们以往都是借助于经验，通过往复试验数据来优化空调室外机散热风道，不但优化设计周期长，而且精度差，从而导致开发新产的进度迟缓。

本文针对变频中央空调室外机的散热风道进行了设计及改进，通过UG对空调室外机整机进行三维建模，特别是对室外机电控盒及散热风道进行了详细的三维建模设计，并以FLUENT软件对电控盒内出风口及电控散热器各散热片之间的流场进行流体仿真分析，再根据仿真模型制作风道手板样件，对比仿真3套方案的手板电控盒内部元器件的发热数据，验证仿真模型的正确性。

1.空调室外机三维模型及数值模型

根据空调室外机三维模型建立数值模型，如图1所示，设立边界条件，采用FLUENT软件对数值模型进行风场分析。本文主要针对电控模块及风机风道模块共同组成的空调散热风道系统优化进行仿真及分析。

2.基于FLUENT的散热风道仿真分析

风道内空气湍流动采用不可压缩流体的k-ε湍流模型描述。

将完成的网络模型导入到FLUENT中，其中上风轮的中心定义为坐标原点，坐标系y轴方向为机器前后方向，向后方向为正；电控盒散热器共有21个流道，从机器后向机器前编号依次为1，2，3……21，电控盒散热器流道编号标示于每个流道速度矢量图的右下角位置。速度矢量图的左侧标示均为速度值的大小（单位：m/s）。由于篇幅有限，本文只针对3种典型散热风道方案进行了对比仿真分析，方案3为产品最终选定的方案，详细模拟结果如图2所示。

从图2中3种方案的出风口内流场分布图可以看出，方案二电控盒散热器的多个流道中存在较大的涡流，方案一与方案三电控盒散热的风道流道内流场相似，但方案三明显优于方案一。

为了更加详细了解到坐标原点前后方各截面流场的分布情况，文中分别针对y=200mm时的速度场（在进风口宽度范围，不在出风口宽度范围）、y=170mm时的速度场（在进风口宽度范围，在出风口宽度范围）、y=140mm时的速度场（在进风口宽度范围，在出风口宽度范围）、y=120mm时的速度场（在进风口宽度范围，在出风口宽度范围）、y=80mm时的速度场（在进风口宽度范围，在出风口宽度范围）、y=40mm时的速度场（不在进风口宽度范围，在出风口宽度范围）、y=-10mm时的速度场（不在进风口宽度范围，在出风口宽度范围）进行了进风口流场分布分析，由于篇幅有限，文中只列举了其坐标原点沿y轴方向向前120mm的截面进风口处流场分布状态，其仿真结果如图3所示。

本文也针对电控盒中散热器不同流道速度场（流道编号从后至前依次为1，2……21，即各散热片之间的流道间隙）进行了仿真分析，其出风口散热片编号为1、10、21位置流场分布图如图4所示。

从上面的流场分布仿真结果中可以看出：

（1）在室外机腔体中电控盒及系统侧，进风基本绕过罐体等障碍物向上，流向出风口处。但由于进风口位置与方向布置、出风口位置布置以及障碍物的遮挡，在室外机腔体内电控盒侧，其中部分区域有大小不等的漩涡形成，如室外机腔体内系统侧的左下侧、电控盒内的右侧以及电控盒的后侧等，在一定程度上造成了风量、能量的损失。（2）在无罐体遮挡、且进风口与出风口无错开的截面上，如y=80mm处，气流速度明显大于有罐头遮挡或进风口与出风口错开的截面速度。（3）方案二中，尽管出风口为前后敞开，但由于风轮的作用，从后侧换热器过来的气流与从电控盒侧过来的气流混合后一同向机器的前侧流入。（4）方案二中，电控盒散热器多个流道中存在较大的涡流，方案一与方案三电控盒散热器相同编号的流道内流场相似，但方案三相同编号流道中的速度值明显大于方案一。（5）经计算，方案一进风口的流量为13.82m3/h，方案二进风口的流量为13.75m3/h，两种方案进风流量可近似相等，方案三进风口的流量为16.18m3/h。

3.计算结果与数据分析

为检验仿真结果的可靠性与实用性，对样机电控盒的进风口与出风口附近的关键电子元器件运行时的发热温度进行监控。变频空调电控盒中的变频模块往往发热量最容易超标，因此在本文中将变频模块固定螺丝作为主要监测点，其次对于进风口、出风口的散热片编号为1、10、21位置也做了监测点，其中监测点通过热电偶及测试软件传输到计算机，采集并记录相关发热数据，实验设备及测试方法示意如图5所示。

验工况：最大频率制冷，室内侧干球温度32.08℃，室内侧湿球温度22.98℃，室外侧干球温度47.00℃，频率65Hz，测试数据见表1。由于篇幅限制，其他测试工况数据省略，但发热数据的趋势与表1是基本保持一致的。测试数据显示结果与仿真结果基本一致，方案3测试数据比方案1、方案2降低2℃左右。因此从温度测试结果验证了基于FLUENT的变频中央空调室外机散热风道优化设计的仿真趋势是可行而且是准确的。

结论

通过对基于FLUENT的变频中央空调室外机散热风道优化设计的研究与验证，从软件仿真对比结果可以发现，通过此仿真优化的方法，可以有效地解决在产品开发阶段所面临的方案优化问题，可以节省手板制作的成本，而且节省了实验室的测试资源，有效缩短了项目的开发周期，为传统产品开发提供了更加便捷的设计技巧及方案。