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提出一种基于图像处理和模式聚类的二次仿真方法。应用Fluent商业软件对回转窑内粉煤在27类设定工况的燃烧进行温度场的三维数值模拟,将仿真结果构建仿真结果数据库;采用模式聚类的方法判断实际工况属于哪一类标准工况,调用仿真结果数据库建立温度与该类标准工况的数学模型,求解模型并计算实际工况下的温度场;利用图像处理中的伪彩色变换得到二次仿真结果,用VC++6.0来实现。结果表明:该方法能够较准确地给出仿真结果,极大缩短计算时间,为回转窑内温度监测提供一种新思路,具有较大的现场应用价值,并很容易推广到其他领域中。