自来水管网的可靠性分析与优化设计

以某科技园区自来水管网为例,分析研究了城市供水管网的可靠性和优化设计,提出了供水管网可靠性优化设计的数学模型．在确保供水管网系统可靠性的基础上建立优化模型,寻求最经济管径,从而建立最经济、最可靠的供水管网系统．对现有供水管网系统进行了优化,给出了优化设计方案．     

城市供水管网抗震可靠性评估的随机模拟方法

在进行管网抗震可靠性评估时,现有方法大多采用相同方式进行管道的渗漏与爆管水力模拟,这会导致管网水力模拟及可靠性评估结果的不准确。考虑到地震时管道破损具有很大的随机性,对城市供水管网抗震可靠性评估的随机模拟方法进行研究。应用蒙特卡洛模拟产生管网震损场景,用泊松随机数与均匀随机数判定管道工作状态,用正态随机数确定管道渗漏系数;利用EPANET软件中喷嘴及管道关闭功能实现管道渗漏及爆管等效模拟,提出将长管道分段并应用"分步迭代"法求解低压管网水力方程,提高震损管网水力模拟精度。以震损场景下节点流量统计平均值与正常时节点流量的比值作为可靠度指标,分别采用所提出算法及GIRAFFE软件对云南某古镇供水管网在VⅢ、IV烈度时抗震可靠性进行评估,评估结果证明了所提出算法的可行性。评估结果还表明,除地震烈度外,管网本身水力条件对供水可靠性影响较大,管网末端、支管服务区域及地势较高区域供水可靠性远低于干管服务区。     

城市供水管网优化设计两步法

为改善城市供水管网的设计方案,从经济性和可靠性角度出发,应用数学建模与最优化理论,对城市供水管网优化设计进行系统研究.提出两步优化的思想,即首先进行供水管网拓扑结构优化,然后进行管径组合方案优化.供水管网拓扑结构优化以单位流量年计算费用作为管段的权值,采用改进的狄克斯特拉算法进行求解,管径组合方案优化采用遗传算法进行求解.分别编制相应计算程序,对某一管网进行优化设计.研究结果表明由该方法产生的优化设计方案在经济性、水力性和可靠性方面均好于传统设计方案,同时两步优化的解无论在收敛速度方面还是在解的优化效果方面都要好于单纯应用遗传算法所求得的解.     

基于EPA的供水管网事故响应优化方案

为改善城市供水管网的故障响应方案,从经济性和可靠性角度出发,应用数学建模与最优化理论,对城市供水管网故障对策进行系统研究.提出分步优化的思想,即首先进行供水管网故障响应方案估计,然后进行关阀维修、泵站调节组合方案优化.组合方案优化采用Epanet软件分别进行求解.分别编制相应计算程序,对某一假想管网进行故障响应优化.研...     

基于EPA的供水管网事故响应优化方案

为改善城市供水管网的故障响应方案，从经济性和可靠性角度出发，应用数学建模与最优化理论，对城市供水管网故障对策进行系统研究。提出分步优化的思想，即首先进行供水管网故障响应方案估计，然后进行关阀维修、泵站调节组合方案优化。组合方案优化采用Epanet软件分别进行求解。分别编制相应计算程序，对某一假想管网进行故障响应优化。研...     

供水管网全网关阀预案与关键阀门分析

研究供水管网全网关阀预案一次性生成方法并评估阀门和管线的重要性,可为实施管网快速抢修和增强管网可靠性奠定技术基础.为此,应用图论传递闭包理论和Warshall算法计算识别管网子区(关闭阀门隔离事故管线后形成的管网最小隔离区域)和多余阀门,建立阀门-管网子区拓扑模型.然后应用该模型分析管网隔离子区的关联子区(阀门关闭后下游关联影响停水区域)及其非必关阀门(下游阀门),生成面向单事故点和多事故点的供水管网全网关阀预案,进一步分析了阀门失灵后的拓展关阀方案;以用户缺水量(位于事故子区及其关联子区)为指标评估管网子区和阀门重要性,识别关键子区(管线)和关键阀门,辅助管网科学巡检与阀门养护,提高阀门可靠性.天津市供水管网实际应用表明,管网子区为全网关阀预案制定及阀门与管线重要性分析提供了捷径.     

浅谈无负压供水系统在浅山区住宅小区工程设计中的应用

通过对住宅小区供水管网压力的监测,并结合当地供水部门的要求.本文提出无负压供水设备联合低位水箱的供水系统.该系统在实际工程中上的应用表明,在运行中满足供水的安全可靠性时,并未对市政供水管网产生影响,而且达到了节能的效果.     

城市供水管网仿真模拟分析平台的开发与应用

针对人们对城市供水安全性要求日益提高、供水系统的规模不断扩大、复杂性随之提高等问题,对城市供水管网仿真建模与软件开发技术进行了系统研究．首先,对供水管网参数测试分析技术进行研究,较为准确地掌握了整个供水管网的用水量负荷、用户用水模式及变化规律、压力分布规律及主要供水管段的实际过流能力等状况,建立供水管网仿真模拟数据库．在此基础上,以供水管网科学合理运行、保障供水水质等为目标,结合供水管网在线监测技术,以某城市开放式区域供水管网为例,建立了该区域供水管网微观水力模型,并开发了城市供水管网仿真模拟分析平台．该平台具有良好的扩展性及实用性,目前正在某城市进行应用．     

GO法定量分析矿井防尘供水管网系统可靠性

矿井防尘供水管网负责向井下各工作地点输送生产和防尘用水,是保障煤矿生产安全运行的重要环节。以双鸭山某矿防尘系统为例,采用GO法对矿井防尘供水管网的可靠性进行分析。根据防尘系统结构图和GO法工作原理建立相应的GO图,利用概率公式算法对防尘供水管网系统进行定量计算,获得系统的状态概率,确定系统的可靠程度。     

基于管线对偶图模型的供水管网可靠性分析

为了利用复杂网络理论对供水管网进行结构测度和鲁棒性分析,提出一个新的管网模型——管线对偶图模型.该模型将顺序相连、无大角度转折的同口径同材质管段序列看作统一实体,即管线.将管线抽象为节点,两相交管线对应的节点用边相连,由此形成的无向图即为管线对偶图.使用这一模型对3个城市的供水管网进行结构测度,结果显示,管线对偶图具有明显的无标度特性.利用无标度网络鲁棒性分析方法中的模拟攻击方法,使用3种攻击策略进行实验.结果表明,管网在不同攻击策略下结构变化规律呈现较强的相似性,都会经过初始期、分裂期和崩溃期3个阶段;不同的攻击策略下供水管网进入分裂期和崩溃期的进程差异明显;基于节点度的攻击策略对管网的影响最大,基于节点介数中心性其次,随机攻击对管网的影响最小,高度连接的管线是供水管网中关键和脆弱的部分.对结构测度和模拟攻击的结果进行分析,发现谱隙和进入分裂期的去点率可作为衡量供水管网可靠性的重要指标.针对管线对偶图模型提出的可靠性分析方法可以用于指导供水管网的设计和运维.     

工业给水系统可靠性分析与设计研究

通过对给水管网水力计算分析、管网优化设计和可靠性设计的研究与探讨,提出了给水系统可靠性设计的数学模型和解法,为工业给水管网依据可靠性要求设计和改建扩建提供了途径．     

具有中介状态的燃气管网连通可靠度

为了提高管网连通可靠度,介绍了燃气管网在中介状态下工作的可能性,建立燃气管网"安全—中介—失效"3级连通可靠度模型,改进了燃气管网管段单元只具有有效和失效2种工作状态.对复杂的燃气管网多个环状网络系统,采用桥管段单元全概率分级分解模型,化为简单的混联系统进行燃气管网连通可靠度的向量求解.针对管段单元间的相关性,考察相关性参数对复杂燃气管网系统连通可靠度的影响,增加了燃气管网连通可靠度计算的可信度.     

天然气管网经济效益研究与系统设计

我国天然气管网已经形成全国性供气网络,管网在保证全国供气的可靠性与连续性等方面具有重要意义。然而,管网存在诸多问题有待解决:天然气调度复杂、输配任务繁重;管网进出气点、分输点、管线、输配气场站数量众多;管径规格、压力等级差异大,现有调配制度仍以进出气平衡为主要标准,未能充分考虑用户、输气效益等问题。因此,研究了各管网公司管输费计算、最佳输气路线计算,并引入改进的单纯型法优化现有输气方案,同时开发出了相应软件便于工作人员使用,为该管网安全可靠经济的输气性运营提供支撑。     

基于拟蒙特卡罗方法的供水管网抗震可靠性分析并行化研究

为了提高基于蒙特卡罗（Monte Carlo）方法的供水管网抗震可靠性分析效率,以低偏差Sobol点列替代伪随机数序列对供水管网节点和管段破坏概率进行抽样,结合宽度优先搜索算法,提出基于拟Monte Carlo方法和统一计算设备架构（CUDA）的供水管网抗震可靠性分析并行算法,并从内存、执行配置和指令等方面优化并行算法. 以某城市供水管网系统为例,对比串行和并行计算方法的精度及效率,分析Sobol点列和伪随机数序列对管网可靠性分析的影响. 结果表明,并行和串行方法计算结果的误差最大为0.52%,并行方法最高加速比为串行算法的96倍,在保证结果精度的同时大幅度提高计算效率. 基于Sobol点列进行1 000次并行模拟及基于伪随机数序列进行5 000次并行模拟,2种模拟结果与基于模糊数学法的解析值的最大误差分别为0.2%、0.4%,表明基于拟Monte Carlo的并行方法具有更高的精确度,更快的收敛速度.     

供热管网连通可靠度研究

为了评价供热管网拓扑结构可靠性,针对空间管网模型,提出系统中热源与热用户的连通问题,建立4个连通可靠度指标,并基于所有热源与所有热用户的连通问题提出了管段的连通重要度;分析多热源多环供热管网的连通可靠度,评价了位于热源出口干线、回路和公共管上各管段的连通重要度.计算结果表明：多热源、环状的管网结构具有较高的连通可靠度水...     

加油系统的管网布置对水力瞬变的影响

以机场加油系统管网为例,针对环状管网和枝状管网的特点分别建立了水力瞬变数学模型,并采用特征线法对不同布置的加油系统管网进行了水力瞬变数值模拟,实例模拟结果表明环状管网比枝状管网的水力瞬变压力峰值低,且管道各部分的压力较为均衡,稳定性和可靠性较好,可有效减弱水力瞬变的破坏和影响。因此,机场加油系统更适合采用环状管网。     

模拟分析法在横琴新区供冷管网中的应用

供冷管网是一个复杂的流体网络,它的运行工况受工作条件、时间、环境和施工等多方面的影响.水力失调是供冷管网中的普遍存在现象,也是影响供冷质量和导致供冷能耗高的重要因素之一.文中对横琴新区供冷管网水力失调情况进行分析,利用模拟分析法,对管网进行流量的分配,通过改变流量,对管网进行初调节,实现管网的水力平衡.     

Optimal operation of water distribution networks under local pipe failures

The optimal operation of water distribution networks under local pipe failures, such as water main breaks, was proposed. Based on a hydraulic analysis and a simulation of water distribution networks, a macroscopic model for a network under a local pipe failure was established by the statistical regression. After the operation objectives under a local pipe failure were determined, the optimal operation model was developed and solved by the genetic algorithm. The program was developed and examined by a city distribution network. The optimal operation alternative shows that the electricity cost is saved approximately 11%, the income of the water corporation is increased approximately 5%, and the pressure in the water distribution network is distributed evenly to ensure the network safe operation. Therefore, the proposed method for optimal operation under local pipe failure is feasible and cost-effective.     

非规则截面散热板内嵌热管的传热能力分析

对一种空间实验装置中电子箱热控制系统的关键热控元件——散热板内嵌热管的传热能力进行了热分析计算.采用热容热阻网络法,建立了非规则截面槽道热管的传热模型,在传热网络分析的基础上,以热管No.21和热管No.22为例,选取空间实验装置在最热工况下稳定运行和最冷工况下从启动到稳定运行两种实验边界条件,计算了热管的传热能力,并与西班牙IberEspacio热管公司提供的传热极限数据进行了比较.结果表明,全部内嵌热管都能在传热极限范围内可靠运行,其中最热工况和最冷工况下热管的最大传热能力分别为工作温度41.7℃时的74.9W·m和-9.3℃时的69.6W·m.