给水管网设计计算模型及方法的研究

本文在电拟法的基础上．根据管流与电流的运动具有异类相似性,提出了将给水管网的计算等效为电阻电路的物理模型,并采用了电路求解的数学模型和计算方法,使其适用于环状、多水源等多类管网的求解．     

多管材给水管网水力计算的探讨

根据多管材给水管网的水流特点及其水头损失计算公式，确定了给水管网沿线流量折算节点流量的折算系数的取值，应用有限元法分析多管材供水管网的水力平衡计算数学模型，由各个管段的水力平衡单元矩阵方程集合为给水管网水力平衡的整体矩阵方程，通过引入节点水压边界条件并迭代求解管网水力平衡整体矩阵方程——对称正定线性方程组，得出各项水力要素。给出了计算程序框图，编写了通用电算程序，经实例计算表明，能够快捷准确地完成多管材给水管网的水力平衡计算，满足设计计算要求。     

多热源环状管网的面向对象水力计算方法

提出用于多热源环状管网的水力工况模拟的面向对象水力计算新方法.将复杂的管网结构解析成各类元件对象的集合,每个对象在连接处的水力特性作为与其相接元件的边界条件.每个管网元件的对象属性包含了管网的拓扑结构关系,并提供水力计算中所需的参数.基于新方法建立管网管段、水泵、阀门、热源等元件模型,在水力计算时无需提供特定的初始值,即可快速、可靠地定量分析设备操作、热媒温度和地形高差等对水力计算结果的影响.以某市区域供热管网为例,进行设计工况和事故工况的水力计算分析.分析结果表明,“顺流向”的计算顺序能够遍历管网中的所有元件对象,且快速、准确地求解管网的水力工况.     

高压燃气管网非等温稳态模型“Newton-Rapshan”迭代法计算分析

本文利用欧拉差分格式对高压燃气管网非等温稳态数学模型离散,采用Newton-Rapshan法对多点边界值条件下非等温稳态数学模型进行求解。通过与Pipeline软件计算结果对比,最大相对误差小于6%,验证了方法的可行性。     

住宅生活给水管网水力计算程序设计

根据住宅建筑给水管网的水流特点及其水头损失计算公式，确定了采用有限元法分析住宅建筑给水管网水力平衡计算的数学模型，将各个管段的单元矩阵方程集合为供水管网的整体矩阵方程，通过引入节点水压边界条件并求解管网整体矩阵方程——对称正定线性方程组，得出各项水力要素。给出了计算程序框图，编写了通用电算程序，经实例计算表明，能够快捷准确地完成住宅建筑给水管网的水力平衡计算，满足设计计算要求。     

塑料管材供水管网水力计算方法的探讨

根据塑料供水管网的水流特点及其水头损失计算公式，确定了塑料供水管网将沿线流量折算成节点流量的折算系数的取值，采用有限元法分析塑料管材供水管网的水力平衡计算数学模型，由各个管段的单元矩阵方程集合为供水管网的整体矩阵方程，通过引入节点水压边界条件并迭代求解管网整体矩阵方程一对称正定线性方程组，得出各项水力要素．给出了计算程序框图，编写了通用电算程序，经实例计算表明，该方法能够快捷准确地完成塑料供水管网的水力平衡计算，满足设计计算要求。     

成品油分输支状管网的水力计算

基于能量平衡理论，把支状管网的水力计算问题进行简化，建立了计算模型，并运用数值分析的方法在计算机上求解，为解决成品油分输支状管网的工艺计算问题提供了一种有效的方法．     

地震导致渗漏的供水管网水力模拟

为研究地震导致渗漏的供水管网的水力特性,引入日本水道协会提出的震害计算式,改进地震导致的供水管网渗漏的计算方法,构建地震导致渗漏的供水管网水力模型。提出适用于低压供水管网“分步迭代”的水力计算方法,实现对不同地震烈度下供水管网的漏损量、节点压力及流量的定量分析。基于EPANET软件,对举例供水管网应用所构建的模型和“分步迭代”水力计算方法,预测了其在不同地震烈度下的水力状态。预测结果表明,构建的模型能合理描述震损管网的水力特性,所提出的方法能避免水力计算时迭代的发散、提高迭代的收敛速度,并可直接应用现有商业软件求解。     

遗传算法在给水管网设计中应用的可行性分析

简述遗传算法(genetic algorithms)最优化理论的基本原理和方法，结合城市给水管网设计理论和实际工程中管径计算的要求，尝试将遗传算法应用于给水管网优化设计中，并提出求解给水管网管径优化解的计算思路。     

非线性微波电路的波形平衡分析法

提出了一种适用于单频和多频激励非线性电路分析的波形平衡法，导出了非线性电路的波形平衡方程，从而把求解非线性电路的问题转化成为求解一个非线性方程组的问题．文中导出的波形平衡方程是非线性电路特性的完型描述，计算中未用到ＤＦＴ．该方法具有简单，通用性强的特点。     

热力管网模型及单点泄漏故障诊断方法研究

综合对比了国内外泄漏故障诊断技术的优缺点,据此提出了枝状热力管网单点泄漏的故障诊断方法—插入虚拟节点法,定义了一个管网报警阀的概念。以某市南市区的枝状热力管网从某正常运行状态过渡到故障状态为研究对象,采用图论和线性代数相结合的方法建立了热力管网水力计算模型,并应用环方程法对模型进行了求解,验证了所提方法和所设管网报警阀值域的合理性。     

给水管网技术经济计算方法的探讨

联立管网节点经济性方程并引入节点水压边界条件，对给水管网技术经济计算的数学模型采用牛顿迭代法求解各节点经济水压值，得出各管段经济管径．针对起点水压已给和起点水压未给的管网，给出了计算框图，编写了通用电算程序，经实例计算，可快捷准确地进行技术经济计算，把设计人员从烦琐的近似计算中解脱出来．     

给水管网计算新探—对环状管网计算方法的进一步探讨

本文对环状给水管网的水力计算进行了深入的研究，对常用的计算方法及其优缺点进行了分析。涉及到非线性代数方程组的求解，针对环状给水管网这组特殊的非线性方程，提出了一种全新的、完全可由计算机进行的通用解法，计算工作量小，收敛速度快。     

供水管网水质监测点优化选址研究

针对复杂管网水质比例矩阵求解困难的问题，利用递归方法求解水质比例矩阵,由此得到给定覆盖标准下的覆盖矩阵.以覆盖水量最大为优化目标，提出基于离散二进制编码的微粒群优化算法(DBPSO)优化供水管网水质监测点(WQMS)的选址方法,并给出了详细的计算步骤.算例计算结果表明，用递归方法求解复杂管网的水质比例矩阵具有较高的时间效率且编程容易实现.基于DBPSO算法的WQMS选址方法具有较高的搜索效率，在给定的监测点数目下能够快速找到最优的监测点位置，通过监控监测点的水质状况能够最大程度地了解整个供水管网的水质信息，为供水管网WQMS的优化选址提供了一种新的途径.     

蚂蚁算法与拟牛顿法嫁接求解管网数学模型

管网水力计算的问题可归结为联立求解连续性方程、能量方程和压降方程.牛顿法是求解非线性方程组的一个经典方法,但当初值选择不好时,有可能不收敛.将新型的仿生算法———蚂蚁算法引入到求解管网数学模型中.利用拟牛顿法与蚂蚁算法相互之间较强的互补性,提出了求解供水管网微观数学模型的新算法———嫁接法.计算表明,嫁接法结合了蚂蚁算法与拟牛顿法各自的优点,计算速度快,效果良好.     

利用GO法进行供水管网可靠度计算

供水管网可靠度计算常用的方法为最小割集法,但该方法中节点最小供水路径难以确定,并且不利于通过编程实现节点可靠度的自动求解.相比之下,GO法是一种更好的选择.GO法是一种以成功为导向的系统可靠性分析方法.具有原理清晰、易于建立求解模型,易于编程等优点.在利用GO法进行供水管网可靠度计算的过程中,对于公共信号的处理是GO法计算的关键部分.利用先进行符号计算再进行数值计算的方法,对公共信号进行修正,得到正确的节点可靠度值,进而求得系统可靠度.通过将供水管网中各网络元素抽象为GO法操作符,建立供水管网节点可靠性计算模型,并通过matlab语言进行求解算法程序编制,实现了供水管网可靠度的计算机求解.并通过算例管网对算法进行了验证.     

室内消火栓给水管网的数学模型分析

采用有限元法分析室内消火栓给水管网的数学模型，建立管网整体矩阵，应用对称正定方程组的平方根法求解管网水力平衡方程，得出各项水力要素，编写通用电算程序，能快捷准确进行水力计算，在精度上远高于目前的近似计算。     

城市雨水管网水力学计算方法研究

根据城市雨水管网的特点，推导了雨水管道非恒定非均匀流的偏微分方程组，并给出了管道初始条件和边界条件．介绍了对于雨水管网求解方程组的方法和一些实用简化模型．     

风机盘管水系统管网水力分步优化的研究

针对遗传算法求解风机盘管管网管径优化收敛速度较慢的弊病，在对管网进行水力分析的前提，提出采用分步优化的策略对遗传算法进行改进，在收敛速度上有较大提高，以42条管段的风机盘管管网为例，计算时间从120min降到2min，大大提高了计算速度。     

叠加定理在对称电路中的应用

将具有某种对称性的复杂网络分解成正对称网络和反对称网络，再利用叠加定理求解电路的方法。该方法在求解电路前，就利用电路本身结构特性进行化简，大大减少了计算工作量，为分析复杂网络提供了一条捷径。