采用虚拟监测点的供水管网水力模型优化校核

供水管网水力模型参数优化校核过程中,由于监测点个数少于待校核参数的数量,校核后的模型参数存在"异参同效"的问题,也可能导致部分优化后的参数取值脱离其物理意义.而在建成区的管网中增设大量监测点难度较大,为解决管网水力模型应用中的这个实际问题,提出根据实际监测点数据预测非监测节点的压力,并将被预测的节点作为虚拟监测点的方法...     

球墨铸铁管道新型抗震接口力学性能试验及数值模拟

有效的管线接口抗震措施是优化城市供水管网抗震性能和震后功能恢复能力的关键。为此,基于机械自锚设计和自变形补偿等思想,提出一种球墨铸铁管道新型自锚式抗震接口。开展普通承插式接口和新型抗震接口的轴向拉伸拟静力试验及抗震接口精细化三维有限元数值模拟,研究新型管道接口的抗拉承载能力、初始抗拉刚度、抗变形能力和极限破坏状态等力学特性。结果表明:0.2 MPa以内的水压变幅对普通承插式接口的轴向力学性能和破坏方式的影响不大,接口初始漏水至功能失效状态的过渡变形约为2.5 mm;新型自锚式抗震接口具备良好的承载能力和抵抗大变形能力,其抗拉力学性能曲线分为3个阶段,即胶圈受力阶段、卡环受力阶段和卡环失效破坏,其中,在卡环变形量为9 mm左右时,达到峰值承载力330 kN左右。     

基于主动学习Kriging模型的地下管线抗震可靠度分析

为提升地下承插式接口铸铁管线抗震可靠度的计算效率,提出基于主动学习Kriging代理模型的Monte Carlo模拟方法(AK-MCS)进行地下管线抗震可靠度计算.采用梁单元模拟管线结构,均布弹簧反映管土相互作用,接口弹簧模拟邻接管道约束作用,建立了地下管线地震响应分析模型;考虑管线接口允许位移、管线埋深、土体容重和内...     

基于CiteSpace软件的供水管网计算分区文献计量分析

应用CiteSpace软件,对1990年～2018年有关供水管网计算分区方法的研究发展进程进行综合分析。对该领域的高峰发文时间、主要发文国家等信息进行统计,从共被引频次和中介中心性两个维度对所统计文献进行计量分析和可视化展示。同时,根据统计结果对供水管网计算分区方法的重要文献和作者进行追踪,并归纳主要方法和评价指标。最后,分析我国供水管网分区研究和工程实践的现状,展望今后发展方向。     

小口径供水镀锌钢管漏损预测模型的构建与评价

根据一个大城市供水管网连续八年的漏损事故数据资料的调查,对镀锌钢管出现的漏损事故特点进行详细分析;选择遗传程序设计和进化多项式回归两种方法,分别建立了两类镀锌钢管的漏损预测模型,利用实际数据对预测模型的预测精度进行了验证;根据结果对两种方法所建立的模型进行多角度对比评价,提出了最终推荐的模型公式。研究表明:两类预测模型均能较好地反映镀锌钢管漏损水平和不同管径漏损事故数量的变化趋势;其中,进化多项式回归建模效率更高,且公式更为简洁,适合不同管径组合建模,而遗传程序设计构建的模型应用选择范围更广,适合单独管径建模。对于不同管径的管道,建模数据采用综合或单一分组取决于漏损事件所表现出的规律是否具有一致性。     

基于风险模型的城市供水管道失效后果评估研究

供水管道由于材质、环境和运行条件的影响会出现性能退化,发生破损,带来供水安全和城市秩序等问题。建立供水管道破损事件预测模型,评估破损后果,可以预判不同管道失效风险程度,为管道的更新改造方案的制定提供依据,对保证城市供水服务质量,节约水资源,构建和谐宜居城市具有重要的现实意义。     

考虑土体参数不确定性的供水管道地震响应分析

埋地管道周围土体性质沿管道纵向存在不确定性,直接影响到埋地管道的地震响应规律和抗震性能。为此,基于设计反应谱合成不同抗震设防烈度下的人工地震动,采用简化弹性地基梁模型,分析地震行波作用下的管道接口动力响应。考虑因安装环境差异、管道老化等因素引起的球墨铸铁管道接口强度的折减,分析土体重度、内摩擦角、黏聚力和土弹簧屈服位移4个不确定性参数对埋地球墨铸铁供水管道地震响应的影响规律,并对不同地震烈度、不同薄弱接口抗拉强度折减系数土参数不确定性规律进行总结归纳。算例分析表明:与确定性参数模型计算结果相比,4个不确定性参数对接口峰值动力响应的影响程度依次为黏聚力、内摩擦角、土体重度、土弹簧屈服位移,同时考虑4个不确定性参数的模型对结果影响最大,最大接口张开量的变异系数可高达9.54%;考虑土体参数不确定性的均值与确定性工况基本一致,最不利值为确定性工况的1.09~1.31倍;管道局部接口抗拉强度的折减对管道接口位移的响应影响显著。基于计算结果给出了不同地震动强度下接口薄弱系数与接口最大张开量的预测公式。     

供水管网计算分区方法的比较分析

针对现有的供水管网计算分区方法研究多基于单个管网案例进行验证,缺乏不同案例、不同需求下的比较和适用性分析的问题,基于深度优先搜索-部分接近度算法(DFS-PCC)、快速迭代模块度的贪心算法(CNM)和遗传优化的谱聚类算法(GA-SC)3种方法,采用标准化互信息(NMI)、模块度、节点数均衡性、联络管数量等分区结果评价指...     

考虑相关性的地下管网系统抗震可靠度分析方法

城市供水、供气、供热等地下管网是重要的生命线工程系统,由于管网中不同管线的结构属性、场地环境、地震动荷载等参数的相关性,管线结构抗震失效事件存在相关性。文章建立相关失效管网系统抗震可靠度问题的解析模型,给出随机变量相关系数在管线可靠度至管网系统可靠度的传递关系。利用基于Nataf变换和正交变换的一次二阶矩法,建立含相关随机变量的管线结构抗震可靠度解析模型;基于结构体系可靠度理论,求解管线结构失效相关系数;采用网络可靠度算法,计算相关失效管网系统节点连通可靠度。同时,给出基于相关随机变量抽样的Monte Carlo随机模拟解法。算例分析结果表明,在管段结构功能函数起控制作用的随机变量的强相关性,对管网系统可靠度影响较大;与传统的管线失效独立假定相比,管线失效事件的强相关性可使并联管网系统可靠度减小15%以上;管网系统拓扑结构的并联冗余性越高,管线失效相关性对系统可靠度的影响越大。     

考虑参数相关性的给水管网模型不确定性分析

给水管网运行环境的随机性与复杂性,导致管网水力模型参数存在不确定性.为分析模型参数的不确定性对模拟结果的影响,基于Monte Carlo随机模拟方法,提出考虑参数相关性的给水管网模型不确定性分析方法.将存在相关性的参数视为具有一定相关系数的随机变量,在Monte Carlo随机抽样阶段,先进行独立正态随机数抽样;当计算随机样本对应的管网模型结果时,通过逆-正交变换和逆-Nataf变换,把独立正态随机数转换为相关随机数,将相关随机数作为管网模型参数值进行水力计算.以管道摩阻系数的相关性和不确定性对模型计算结果中的节点压力和管道流量的影响为重点进行探讨.算例分析结果表明,管道摩阻系数的相关性对不确定性分析结果有显著的影响,考虑相关性与不考虑相关性的计算结果相比,节点压力、管道流量的平均波动值相差比率分别可达70%和60%以上.所以,在给水管网模型的不确定性分析中应该考虑模型参数间的相关性问题.