本書在簡單介紹鋁電解槽非穩態非均一模型的概念和分類的基礎上，重點介紹了這些模型的建立及其相關系統的開發，包括：鋁電解槽槽電壓與陽極電流波動模型及其動態槽況診斷系統、鋁電解槽鋁液界面波動模型及數值模擬、鋁電解槽實時非均一極距模型及極距和鋁液波動在線監測系統、鋁電解槽信息的多數據庫集成技術、鋁電解槽操作優化集成式智能型決策模型及系統、鋁電解槽關鍵極節能技術。
本書可供冶金工程、熱能工程、控制工程的研究生和科技人員參考，也可供鋁電解現場操作人員參考。
1 鋁電解槽模型概述
1.1 鋁電解槽模型的分類
1.2 鋁電解槽穩態均一模型
1.3 鋁電解槽非穩態非均一模型
1.4 發展鋁電解槽非穩態非均一模型的意義
1.5 本書的主要內容
參考文獻
2 鋁電解槽穩態均一模型
2.1 概述
2.2 建立鋁電解槽穩態和均一模型的意義
2.3 鋁電解槽內物理場耦合關系分析
2.4 解析模型與計算方法
2.4.1 電流場解析
2.4.2 磁場解析
2.4.3 熱場解析
2.4.4 流場解析
2.5 耦合解析方法
2.6 仿真實例
2.6.1 主要工藝參數
2.6.2 仿真結果及其分析
2.7 本章小結
參考文獻
3 鋁電解槽非穩態非均一模型的發展過程
3.1 鋁電解槽模型的發展過程
3.1.1 鋁電解槽熱電及熱應力模型的研究進展
3.1.2 鋁電解槽電磁流動模型的研究進展
3.1.3 鋁電解槽熱、電、磁、流動耦合模型的研究進展
3.2 鋁電解槽模型存在的問題
3.3 鋁電解槽非穩態和非均一模型的研究進展
3.3.1 鋁電解槽非穩態非均一模型的分類
3.3.2 槽電壓波動信息元分析模型
3.3.3 鋁液波動模型
3.3.4 實時陽極電流波動及其非均一分布模型
3.3.5 實時非均一極距模型
3.3.6 操作優化集成式智能型決策模型
3.4 鋁電解槽節能技術的研究進展
參考文獻
4 開發鋁電解槽非穩態非均一模型的方法
4.1 開發鋁電解槽非穩態非均一模型的傳統方法
4.1.1 開發鋁電解槽模型的仿真方法
4.1.2 開發鋁電解槽模型的混合編程方法
4.1.3 開發鋁電解槽非穩態非均一控制模型的方法
4.1.4 開發鋁電解槽非穩態非均一在線檢測模型的方法
4.l.5 開發鋁電解槽非穩態非均一故障診斷模型的方法
4.2 開發鋁電解槽非穩態非均一模型的新方法
4.2.1 小波包和神經網絡診斷方法
4.2.2 模糊和神經網絡診斷方法
……
5 鋁電解槽電壓波動信息元分析模型與動態槽況診斷系統
6 鋁電解槽鋁液界面波動模型及數值模擬
7 鋁電解槽實時非均一極距軟測量模型的建立
8 鋁電解槽極距和鋁液波動在線監測系統的開發與應用
9 鋁電解槽操作優化IIDSS的開發與應用
10 鋁電解槽的多數據庫研究
11 鋁電解槽關鍵極節能技術研究
12 鋁電解槽非穩態非均一模型的研究成果及今后發展方向
1 鋁電解槽模型概述
1.1 鋁電解槽模型的分類
我國鋁電解技術水平的提高有兩個重要的原因：鋁電解槽數學模型的建立和操作制度的完善。計算機技術和數值仿真技術為鋁電解槽物理場的設計提供了有力的工具，首先初步確定鋁電解槽的母線結構和內襯結構，然后建立數學模型，對鋁電解槽的電場、磁場、溫度場、流場和熱應力場進行求解，根據求解的結果重新修改鋁電解槽的母線結構和內襯結構，直到得到結構。這些數學模型的基本假設都是穩定的。穩態的數學模型對鋁電解槽的設計優化起了很大的作用，但在實際生產過程中，各種生產參數都是不穩定的，如要更大程度地提高鋁電解槽的穩定性和挖掘其節能的潛力，就必須建立非穩態模型。非穩態模型既包括電場、磁場、流場和熱應力場的非穩定求解，又包括對某個生產參數的動態信息進行數字處理，比如電壓波動信息元分析模型、陽極電流波動的快速傅里葉分析模型等。
鋁電解槽模型的類型如圖1-1所示。
1.2 鋁電解槽穩態均一模型
傳統的鋁電解槽模型基本上都是基于穩態和均一的，即鋁電解槽的電場、磁場、流場、熱場和應力場都是穩態的，電場中的電流分布也看成是固定不變的。而在生產過程中電流是變化的，這樣就會影響電場、磁場、熱場和流場的分布；鋁液界面也是波動的，在建立模型時沒有考慮鋁液界面的波動，只考慮了流場在水平方向的流動；還有極距是按一個平均值來處理的，而實際上每個陽極下的極距都是不一樣的，所以均一模型是對實際生產情況的一種假設。
……
