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。     

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。     

供水水量不足情况下给水管网的水力计算方法

目的 为了解决供水水量不足时管网的水力计算问题．方法考虑节点流量随节点水压的动态变化，提出一种新的管网水力计算方法．结果 用管网算例验证了方法的正确性和使用性．结论 新方法有效地解决了供水水量不足时，管网节点配水量未知情况下的水力计算问题，在计算得到节点水压和管段流量的同时，确定了节点实际配水量．     

基于加权最小二乘法的供水管网节点流量校核

管网水力模型是实现供水系统现代化管理的重要工具,要使水力模型能比较准确地反映管网真实运行状态,达到预期使用目的,其中的参数需要校核。将管网节点流量校核作为优化问题,采用加权最小二乘法逐步迭代求解,与已有研究相比,采用矩阵分析法推导供水管网雅克比矩阵解析式,引入水量分配矩阵聚合节点流量,将欠定问题转化为超定,提高了校核的计算效率和结果的可靠性。采用简单管网阐明了雅克比矩阵的计算、节点流量的聚合及梯度向量的构造,利用实际管网验证了方法的实用性。     

基于节点水龄的供水管网水质监测点的优化布置

利用供水管网图形的拓扑矩阵，在管网水力计算的基础上，通过求出节点水龄，计算节点水龄比例矩阵，提出一种基于节点水龄的城市供水管网水质监测点的优化选址的方法。     

有限元法计算环状供水管网的电算程序

把城市供水管网简化为管段或节点的有限元,应用有限元法、线性化处理及优化方法等有关理论对管网水力计算进行讨论. 以管网年折算费用值为目标函数建立数学模型,利用联系矩阵输入管网信息;并编制了计算程序,从而使计算速度和精度大大提高.该程序适用于环状网、树状网等其他形式的管网,且在输入各节点的地面标高后,也适用于平面管网和立体管网.     

有限元法计算环状供水管网的电算程序

把城市供水管网简化为管段或节点的有限元,应用有限元法,线性化处理及优化方法等有关理论对管网水力计算进行讨论,以管网年折算费用值为目标函数建立数学模型,利用联系矩阵输入管网信息,并编制了计算程序,从而使计算速度和精度大大提高,该程序适用于环状网,树状网等其他形式的管网,且在输入各节点的地面标高后,也适用于平面管网和立体管网。     

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。     

燃气管网水力计算研究

燃气管网水力计算存在虚平衡现象、叠代计算不收敛、压缩机供气管网水力计算未考虑压缩机实际工作曲线等问题．为此，引入开环能量方程解决用解环状方程法进行定压多气源点供气管网水力计算时存在虚平衡的问题；通过分析找出摩擦阻力系数在流态分区点不连续是造成不收敛的原因，对管道中燃气流动状态分区点采用插值法，解决在叠代过程中可能因摩擦阻力系数不连续导致叠代流量在分界点来回振荡造成的不收敛问题；引用虚气源点法解决压缩机供气管网的水力计算问题．     

考虑漏失和用户用水的供水管网PDD模型构建及应用

管网的微观水力模型通常将所有水量依据管段的长度分配到各个节点.通过研究这种供水管网传统水力模型,针对该模型忽略节点流量类别直接将总漏失量平均分配到管网中的问题,将传统水力模型中的节点流量分为用户用水量和漏失水量,并运用改进的一致漏损模型将管段的漏失量按管段长度分配,构建漏失水量与压力之间的关系式,建立压力驱动节点的水力模型(PDD).模型形成后,根据实际测压点数据对模型进行校核,以达到模型校核标准.将该模型应用于Y市实际管网,根据Y市实际管网数据得到的平均漏失率,建立计算供水量与实际供水量的适应度函数,计算供水管网模型中的漏失系数,最终实现基于压力驱动节点流量的供水管网漏失模拟.结果表明,校核后的PDD模型与实际供水管网运行压力情况吻合良好,可以进行管网漏失控制研究及评估.     

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。     

基于FastICA算法的物理漏损流量分析模型

为解决传统供水管网物理漏损流量分析模型模拟准确度不高、无法体现物理漏损流量与水头关系的不确定性等问题,基于快速独立成分分析(FastICA)算法构建物理漏损流量分析模型.该模型将供水总流量划分为用水流量和物理漏损流量,并视为2个源信号.以供水总流量和管网入口处水头2个参数为输入参数,通过源信号分离获得2个流量的波形信息,通过比较相关系数确定源信号的顺序,通过水平衡方程确定物理漏损流量的真实尺度,实现物理漏损流量在时间序列上的模拟.该模型输入参数易于获取且有效避免了物理漏损流量与水头关系的复杂性,在单水源供水管网中模拟准确度较高,并且在供水管网水力模型节点流量分配中得到了较好的应用.     

基于FastICA算法的物理漏损流量分析模型

为解决传统供水管网物理漏损流量分析模型模拟准确度不高、无法体现物理漏损流量与水头关系的不确定性等问题,基于快速独立成分分析(FastICA)算法构建物理漏损流量分析模型.该模型将供水总流量划分为用水流量和物理漏损流量,并视为2个源信号.以供水总流量和管网入口处水头2个参数为输入参数,通过源信号分离获得2个流量的波形信息,通过比较相关系数确定源信号的顺序,通过水平衡方程确定物理漏损流量的真实尺度,实现物理漏损流量在时间序列上的模拟.该模型输入参数易于获取且有效避免了物理漏损流量与水头关系的复杂性,在单水源供水管网中模拟准确度较高,并且在供水管网水力模型节点流量分配中得到了较好的应用.     

基于分区计量系统的供水管网模型流量分配方法研究

节点流量作为供水管网建模的重要参数,其分配结果直接影响供水模型准确性。针对目前常规节点流量分配方法准确性不足及工作强度大的问题,提出了基于分区计量系统的供水管网节点流量分配方法。该分配方法中的节点流量是居民用户节点流量、其他工商户节点流量和产销差节点流量之和。居民节点流量通过DMA边界五级表数据确定;其他工商户节点流量通过终端六级远传表数据确定;产销差节点流量,以二级分区为单位,在区域内沿线流量均分后折算。该方法运用于H市供水管网水力建模项目,模型校核结果：测压点水压的实测记录值与模拟值之差分别为100%≤(±4)mH₂O;85.83%≤(±2)mH₂O;55.18%≤(±1)mH₂O;23.15%≤(±0.5)mH₂O,提高了模型精度。     

城市供水SCADA系统管网流量监测点优化选址研究

结合输配水管网拓扑结构图论模型，通过计算节点流量变化对管网各管段流量的影响程度，引入有效监测范围的概念，求出在给定有效监测级下的有效监测矩阵，采用计算非多余支配集和最小覆盖集的方法，提出一种城市供水管网流量监测点的优化选址方法，为供水SCADA系统正确调度和对供水事故的监控提供有效的依据．通过实例验证方法的可靠性和有效性。     

城市供水SCADA系统管网流量监测点优化选址研究

结合输配水管网拓扑结构图论模型,通过计算节点流量变化对管网各管段流量的影响程度,引入有效监测范围的概念,求出在给定有效监测级下的有效监测矩阵,采用计算非多余支配集和最小覆盖集的方法,提出一种城市供水管网流量监测点的优化选址方法,为供水SCADA系统正确调度和对供水事故的监控提供有效的依据,通过实例验证方法的可靠性和有效性.     

城市供水管道失效后果评价模型

为评价城市供水管道发生事故关阀后管网的运行状态,建立了供水管道失效后果评价模型.该模型为二级评价模型,以影响区流量减少情况、非影响区流量减少情况及压力降低情况为3个评价指标;评价模型中所有变量都是节点的属性值,从而易于借助水力模型取值;供水管道失效后果评价模型基于供水管道失效水力模型构建,该水力模型综合运用节点流量初次重分配、节点流量压力驱动自适应调整的方法,并以遗传算法求解.将模型在算例管网中模拟实验,模型应用效果良好,并且根据模型模拟结果,能有效分析管网中阀门布置的合理性及管道担负的角色,可有针对性地提出降低管道失效后果的措施.     

燃气管网水力计算研究

燃气管网水力计算存在虚平衡现象、叠代计算不收敛、压缩机供气管网水力计算未考虑压缩机实际工作曲线等问题.为此,引入开环能量方程解决用解环状方程法进行定压多气源点供气管网水力计算时存在虚平衡的问题;通过分析找出摩擦阻力系数在流态分区点不连续是造成不收敛的原因,对管道中燃气流动状态分区点采用插值法,解决在叠代过程中可能因摩擦阻力系数不连续导致叠代流量在分界点来回振荡造成的不收敛问题;引用虚气源点法解决压缩机供气管网的水力计算问题.     

建筑热水全循环管网热损失计算方法的探讨

通过联立公共节点连续性方程和管段热损失平衡方程，建立建筑热水全循环管网的数学模型，采用牛顿迭代法求解节点水温，得出各项参数，编写通用电算程序，经实例计算，得出满意结果。     

环状给水管网设计和调度的虚拟仪器

基于矩阵运算和迭代平差方法，在LabVIEW的编程平台上，开发环状给水管网水力计算的虚拟仪器。对管段流量基础解系赋值，代入节点连续方程求解管段流量。并由管段上的水头损失形成的闭合差获得环及管段的校正流量，经迭代逼近真值。闭合差可控制在给定精度。虚拟仪器的监控盘面和操作象是普通仪器。管长、管径和节点流量等设计参数能够成批传入，或在界面上写入。不需了解编程方法和数据库结构，既可开展设计，又能应用于生产现场的优化控制和调度，也是制定检修预案和进行管网技术改造的有力工具。