大规模供水系统优化调度的建模方法

根据给水系统的网络特性 ,并结合我国实际情况 ,对优化调度控制方法进行了系统的分析 ,针对隐式模型 ,提出了分级优化方法 ,特别是根据含调速泵供水系统的特点 ,提出了优化调度策略 ,并进行了实际城市的应用 ,证明了其实用性。     

多水源泵站优化调度的工况适应性研究

在供水系统实际运行过程中,为满足管网中各水源泵站的工况变换要求,对多水源供水系统的工况适应性进行了研究.在微观水力模型的基础上,建立了具有工况适应性的多水源供水系统分级优化调度模型,并采用遗传算法予以分析和求解,实现了在变换工况下各水源泵站的优化调度,为调度人员进行准确合理的调度决策提供依据.将所建立的模型应用于桌城市供水系统的优化运行过程中,实践证明,该模型能够满足供水系统水源泵站工况变化要求,在保证了工况变换时安全供水的基础上,降低了系统运行费用.     

城市供水系统两级优化调度研究

为了使城市供水系统调度更具科学性,达到节能降耗的目的,对供水系统的优化调度进行研究。建立并验证了供水系统宏观模型的可行性,分析了宏观模型的精度及优势。以该宏观模型为基础,建立以最小费用为目标的一级优化模型,对多水源供水系统的流量及压力进行重新分配。以一级优化结果及宏观模型理论为前提,建立二级优化调度模型,并运用寻优能力较强的遗传算法进行求解,对北方某市的供水系统进行两级优化调度。结果表明:与优化前相比,一级优化后整体供水成本呈下降趋势;二级优化后,水泵的组合方式发生了较大变化,调速装置得到充分利用,优化后整个供水系统能耗低于优化前。因此,对供水系统进行两级优化调度是可行的,能够达到节能降耗的目的。     

不确定条件下的多水源联合供水调度模型

本文针对城市供水调水系统中存在的不确定性与复杂性，运用区间两阶段随机规划的方法，建立了多水源联合供水调度的优化模型。该模型以供水调度系统成本最小为目标函数，模拟了地表水源、地下水源、外来水源等多种水源联合供水，并对多种水源的调水目标进行优化。以区间形式给出优化结果，为决策者提供宽裕的决策空间。利用该方法，可充分考虑系统中不确定因素对系统成本的影响，更真实的反映多水源联合供水系统的实际情况。     

城市供水实时调度模型研究

依据北京市供水系统明渠输水的3种工况,建立了渠道有水状态和无水状态的供水调度模型。在对供水系统进行概化的基础上,选取京密引水系统为研究对象进行供水调度计算。从京密供水系统的特点和实际运行的角度出发,重点对京密引水渠道有水状态下的水位、流量及渠段水位传播时间进行了模拟。结果显示,模型计算合理,可为京密供水系统调度运行提供决策支持。     

不确定条件下的多水源联合供水调度模型

本文针对城市供水调度系统中存在的不确定性与复杂性,运用区间两阶段随机规划的方法,建立了多水源联合供水调度的优化模型。该模型以供水调度系统成本最小为目标函数,引入概率分布及区间数表示不确定性,模拟了地表水源、地下水源、外来水源等多种水源联合供水过程,并对多种水源的调水目标进行优化。以区间形式给出优化结果,为决策者提供宽裕的决策空间。利用该方法,可充分考虑系统中不确定因素对系统成本的影响,更真实的反映多水源联合供水系统的实际情况。     

水库群供水系统优化与实时调度研究

本文利用大系统分解协调原理，应用目标规划法，结合模拟技术具有仿真好、运算速度快、模拟过程容易控制的优点，提出了一种新的优化方法——目标规划模拟法。建立了库群供水系统目标规划模拟模型，并在优化调度的基础上研究实时调度方法，提出了绘制多级保证率分区调度图进行实时调度的方法     

延时模拟技术在给水管网优化调度中的应用

本文从给水管网分析的角度，通过延时水力模拟技术进行供水系统的优化调度研究，并编写ＷＤＯＣ软件系统。内容包括问题的提出及分析、问题的求解方法和策略、程序的实现过程，最后以算例的形式给出调度的控制要求、管网系统优化调度表和计算成果图。本文提出的延时模拟优化调度技术，可以为水司节能提供有效的帮助。     

基于引水限制调度线的并联水库系统供水优化算法及应用

以实现梯级水库群或者水源连通工程水量补偿式调节为目标,针对并联水库的联合供水特征,采用引水限制调度线控制引水水库可引水量,引入粒子群算法构建了并联水库优化调度模型。通过优化引水调度线提出可以改进并联水库系统的调度规则和调度方法,将优化和常规调度有机结合,并根据并联水库系统实际运行条件设置模型的目标函数、约束条件和参数设置方法。以X市S水库和L水库组成的并联水库系统为实例,采用该模型进行优化模拟。结果表明:并联水库系统经优化年均弃水量比两库单独供水的弃水量减少5 496万m~3,末库容比两库单独供水时提高203万m~3。在95%供水保证率时,并联水库系统供水系统的年供水能力比双库单独供水能力之和提高了5 556万m~3。优化形成的引水限制调度线分布形态合理,并联供水系统经过优化大幅度提高了水库系统的供水能力,证明了基于引水限制调度线的并联水库系统供水优化算法的可行性,该方法对并联水库联合调度具有重要参考价值。     

多级串联加压泵站供水系统优化调度研究

结合白沙镇供水管网系统的特征,采用系统的观点和最优化的理论建立了该镇供水系统的多级串联加压泵站变时优化调度模型,对模型采用动态规划求解,得出一个调度周期内每级泵站开泵的最佳时段,为该镇供水系统的优化调度管理提供参考。     

预制桥面板 ＵＨＰＣ湿接缝的界面受力性能研究

为确定合理的界面间约束与接触关系,采用ＡＢＡＱＵＳ中3种不同的约束与接触关系基于现有试验试件进行模拟,将数值分析结果与试验结果与进行对比分析。研究表明:采用内聚力模型的有限元模型破坏形态与试验结果较为一致,绑定约束次之,而采用接触摩擦模型的有限元模拟结果与试验差别最大;以试验开裂荷载与极限荷载为分析对象,绑定约束与内聚力模型的数值分析结果与试验吻合较好,而接触摩擦模型的数值分析结果与试验差异较大;与绑定约束模型相比,内聚力模型能够较好地模拟试件界面的损伤。因此,当采用ＡＢＡＱＵＳ进行预制桥面板与ＵＨＰＣ湿接缝的界面受力的有限元分析时,宜采用内聚力模型或绑定约束模型,不宜采用接触摩擦模型。     

砂质河床与砾石河床的河型判别研究

砂质河床与砾石河床在水力学特征与泥沙运动特征方面都有较大差异，由此导致了河型特征的差异。本研究以世界上近200条河流的资料为基础，在建立同时适用于砂质与砾石河床河型判别统一关系方面进行了尝试。以水流切力、河流功率以及无量纲切力Sd/D50来表示水流强度，而以宽深比和无量纲河宽来间接反映河岸约束性，从而在一定程度上克服了河岸约束性难以定量表达的困难。研究发现，上述水流强度变量和河岸约束性变量的组合关系，在具有不同河型的砂质与砾石河床之间表现出较大的差异，从而实现了对砂质河床与砾石河床河型的定量判别，得到了一系列的沙质与砾石河床河型的判别关系。     

石拱桥拱圈加固的约束机理分析

通过分析套箍和砌体横向应变关系,探讨了采用钢筋昆凝土套箍加固石拱桥对核心砌体的约束机理,并提出了套箍对核心砌体的约束应力及由于套箍约束作用使砌体强度提高的计算方法.同时,通过此方法对巴中市南江县龙渠大桥进行了加固设计,计算后得知主拱圈承载力得到明显提高,且实际运用效果良好.     

水资源刚性约束下新余市水资源承载力系统动力学仿真分析

加强水资源刚性约束可有效提升区域水资源对社会经济的支撑能力。以新余市为例,充分考虑工业产业特色,建立面向水资源刚性约束要求的系统动力学仿真模型,预测2020-2035年现状延续型、经济发展型、资源节约型和刚性约束型4种方案下当地水资源承载力变化。结果表明：在落实水资源刚性约束制度下,刚性约束型方案更注重工业用水的高效利用,尤其是钢铁、光伏等高污染、高耗水等工业。该方案下2035年水资源供需比β₂₀₃₅为1.03,COD污染比α¹₂₀₃₅和氨氮污染比α²₂₀₃₅均大于1,可承载总人口数为130.2×10⁴,可承载GDP规模为5 578.6×10⁸元。本文运用系统动力学模型,同时考虑用水效率高效利用和社会经济合理发展的刚性约束型方案,可获得区域水资源供需平衡并达到较大的承载能力,以期为新余市有效落实水资源刚性约束制度提供技术支撑。     

折板跌落式竖井设计约束条件研究

结合国内深层隧道排水工程-广州市东濠涌深层排水隧道,通过物理模型试验探讨了不同折板间距情况下折板竖井消能规律,并根据竖井中水流在折板间需满足的过流能力及充分消能的约束条件,研究了折板竖井消能的最大过流流量及稳定消能边界,提出了折板竖井设计应同时满足的约束条件以及折板通气孔的推荐位置。研究表明,在折板间距与折板宽度的比值小于0.408时,约束条件只有最大过流能力;当比值大于0.408时,只需考虑充分消能的约束条件。     

Cost and Flooding Probability Minimization Based Design of HBPS Channel

This study proposes to use the channels having horizontal bottom and parabolic sides (HBPS) as substitute for trapezoidal channels. The acceptability of HBPS channel is contested by using the criteria of minimization of cost and flooding probability. An optimization model is developed to minimize the total cost of construction and flooding probability. The bi-objective model is solved by using the constraint method of multiple objective optimization technique. The objective of minimizing the flooding probability is converted to the flooding probability constraint. The first order analysis is used to develop the flooding probability constraint equation. The optimization model is solved by using projected augmented Lagrangian method. The optimization model is applied for design of HBPS and trapezoidal cross sections considering the composite and uniform roughness cases. The application results show that the objectives of minimizing the flooding probability and the total costs conflict each other when the desired flooding probability values are less than the value that occur at the traditional minimum cost design of the channels. The new HBPS cross section is found to remain cheaper than the traditional trapezoidal cross section. The developed optimization model has a potential for practical use.     

能源“金三角”地区水资源优化配置研究——以宁夏自治区为例

能源“金三角”地区拥有丰富的煤炭、石油和天然气资源,能源资源开发及相关产业对区域经济社会发展的持续拉动和支撑作用日益凸显,经济集聚效应和辐射效应进一步增强。但该区域地处我国西北,面临着水资源供给不足的严峻问题。以能源“金三角”宁夏区为例,分析了该区域水资源状况,在满足区域水量的平衡约束、人均最低生活用水保障约束、人均最低粮食保障约束、区域生态环境用水约束等前提下,通过计算水资源边际产出均衡条件下的相关行业潜在节水量,给出了行业间水资源优化配置的思路,最后从宏观层面上提出了缩小行业间水资源使用效率差距的政策建议。     

基于ANSYS钢筋混凝土结构耦合分析

钢筋混凝土有限元模型可用于分析工程结构问题。以渡槽钢筋混凝土模型为例,采用ANSYS中耦合和约束方程法,其中耦合法用于考虑温度场和应力场耦合共同作用产生的应力应变,约束方程法用于将钢筋节点和混凝土节点用约束方程联系起来。对纯混凝土结构以及钢筋混凝土结构的计算结果对比表明:钢筋混凝土有限元模型可以模拟实际钢筋混凝土模型,能为工程安全监测提供可靠的理论依据。     

水资源约束下城市需水量预测研究

在分析需水量预测和水资源约束的基础上,本文探讨了水资源约束的量化指标。提出城市需水量预测应和水资源约束结合,并将水资源约束系数引入需水量预测中。应用BP网络,建立了水资源约束下的城市需水量预测模型。本文以郑州市为例,应用预测模型进行需水量预测,并对预测结果进行了分析。结果表明:本文建立的模型具有一定的实用价值,为区域的发展规划、供水工程规划以及节水规划提供更科学的依据。     

接触问题有限元分析方法综述

从直接迭代法、接触约束法和数学规划法等方面综述接触问题有限元分析的基本方法 .直接迭代法是一种“试验误差”方法 ,概念清楚 ,实施方便 ,但计算工作量较大 ,而且不能保证迭代一定收敛 .接触约束法主要利用罚函数方法或Lagrange乘子法将接触问题转化为无约束问题求解 .数学规划法利用接触问题的互补条件、非穿透条件等 ,将其归结为二次规划 (线性互补 )问题求解 ,这是一种非迭代类解法 ,收敛平稳、迅速 ,计算工作量较小 .文末简单介绍接触问题研究的一些新趋势