EPANETH在有水塔管网平差中的应用

从管网平差的定义和在供水管网系统设计中的重要性出发,指出了采用哈代．克罗斯法的弊端和EPANETH在管网平差中的算法及适用范围．选取了1个有清水池和水塔的给水管网的例子,在软件上直接建立管网模型,从管段、节点信息输入及处理方面入手,阐述了如何应用EPANETH来计算有水塔管网情况．结果用管段流量．节点压力图、管段流速一节点需水量图、节点总水头．管段流量图等表现,并详细说明了管段直径设计原则和做法;详细校核了水塔转输工况和自由水压情况,通过分析得出根据最高时确定的管径,不能满足转输时进入水塔流量的结论;最后通过反复调整个别管段管径,达到了要求,各节点的自由水压均满足要求;指出了软件使用时的一些注意事项．     

基于管段重要性的给水管网布局分析

针对给水管网模型中管段重要性判断的实际需求,利用算例,构造了树状管网、不同环数的环状管网、供水压力变化、连通管段直径变化以及多水源供水等情况下的各种给水管网布局,结合水力计算进行了分析,得出了有助于供水管网规划、设计和运行管理中与管段重要性相关的结论:树状管网从水源到每一需水节点仅存在一条输水路径,不存在连通性冗余和能力冗余;环状管网具有连通性冗余,但能力冗余取决于整体布局;环状管网基环数目依次增多时,存在连通管段的局部效应,即在所添加连通管道附近的管段重要性受到影响,但远离小环部分的管段重要性未受影响;随着供水压力的升高和水源的增多,成环部分各管段重要性下降,管网的能力冗余提高.     

过水建筑物变态模型水流相似性试验研究

参照黄河山东齐河河段北展分凌(洪)区豆腐窝分洪闸进行了模型设计和试验．依据实体模型相似理论，结合河道模型设计经验，选定变率分别为1.0、3.0、5.0、8.0、10.0、13.3的6个概化模型．对5个变态模型和1个正态模型的泄流能力、闸上游流场进行了试验对比研究．试验结果表明：变态系列模型垂线平均流速沿断面宽度的分布与正态模型一样，不同变率模型各断面平均流速与正态模型流速的偏离程度不大；流量系数与变率大小无明显规律，变态模型的流量系数比正态模型增大约0.06～0.22倍；建立了各变态模型的相对水头与流量系数m的表达式．     

蒸汽驱采油物理模型研究(一)

本文用蒸汽驱采油真空物理模型对克拉玛依油田九区七点井网的蒸汽驱采油进行了研究。以相似理论为基础设计建造了模型,研究了蒸汽注入率、干度、生产压力对蒸汽驱性能的影响。实验结果表明,干度、注入率对采收率有显著影响,且在相同能量注入率情况下,干度影响大于注入率。根据油层温度场分析推论,对于中质薄油藏,蒸汽超覆有利于提高采收率和能量注入率。本文介绍了将实际油藏按比例转换为室内模型的相似准则,讨论了原型向模型的转换原则,论述了物理模型实验的流程及模型的制作工艺。     

基于综合水龄指数评价的供水管网优化调度

研究了通过计算节点平均水龄分析该地区供水管网的水质状况的方法,在此基础上,提出供水管网综合水龄指数评价指标,并基于该指数构建管网水力优化调度模型,采用遗传算法实现优化问题的求解,并以江苏某镇城乡统筹供水管网为实例进行了应用.结果表明,水力优化调度能够改善管网的综合水龄情况,尤其是对于流量较大的节点有明显的效果,但是对于管网末端水量相对较小节点,则需要结合水力调度以及管段冲洗等方式来改善管网水龄情况.     

自控阀在给水管网中布置方法的研究

提出了一个通过管网水力计算在管网中实现自控阀合理布置的方法。将自控阀的局部水头损失引入管网水力计算当中，计算自控阀在每个管段不同开启度条件下对管网压力变化的影响程度，提出管网影响度的概念。并以实例管网进行验证，得出了自控阀在管网中合理布置的一般原则。研究证明，该方法具有实用、简便、易于操作等特点，非常有利于在供水企业中的应用。     

基于虚拟现实的城市供水管网仿真系统

建立虚拟城市供水管网运行仿真系统,在三维场景中模拟城市供水管网运行工况,有明确的工程意义。首先建立供水管网工程数据库,以保证仿真模型具有较高的精度。进而利用MultiGen Creator构建供水管网阀门、管段等部件三维模型,建立城市供水管网三维模型。最后采用Vega驱动三维模型,通过VC++ MFC程序设计及EPANET工具箱实现运行工况视景仿真。基于虚拟现实的城市供水管网仿真系统可直观显示城市供水管网信息,实现对供水管网拓扑结构及各种运行工况的仿真。该系统克服传统地理信息系统的局限性,并且具有较高准确性和可靠性。     

基于遗传程序设计的供水管网爆管预测模型

收集了中国南方某城市2004—2008年的爆管资料.通过统计分析,确定了不同管径平均管龄、抗拉强度以及故障强度,并结合供水管网模拟,确定了管段的平均绝对压力.通过以管径为分类依据的不同训练样本,利用遗传程序设计建立了故障强度与管径、平均绝对压力、平均管龄和抗拉强度之间相关关系的爆管预测模型.运用2009年统计爆管数据验证了预测模型的准确性与可行性,结果表明爆管预测模型能较好地反映实际情况.     

BP神经网络在供水管网余氯变化中的研究

以机器学习为手段，用基础数据建立非机理性的BP神经网络模型。经实例验证，BP神经网络余氯水质模型能较好的模拟供水管网中余氯的变化，特别是对于南部供水管网，模型的检验阶段相关系数达到0.92,平均相对误差为17.20%,均方根误差约是0.13。以期为高品质供水的管网安全输送与水质保障研究提供方法借鉴和参考。     

相似有限元理论

采用力学相似理论和有限元法相结合,建立了模型与原型的相应关系,确定了几何相似因子为β时载荷相似因子为β＾２,通过对模型有限元分析和相似变换、取得了对应原型各点的场变量分布．     

水驱油藏含水率及采出程度相似理论研究

为使模拟实验结果更好地应用到油田,为油田开发方案提供理论指导,应用相似定数法导出了水驱油藏相似准则,经相似变换建立了采出程度和含水率相似准则。利用数值模拟方法对各相似准则进行了敏感性分析,利用相似理论函数论对敏感性较强的相似准则进行了研究。结果表明,水驱油藏采出程度及含水率同各相似准则之间满足乘积关系。根据此关系建立了水驱油藏含水率与采出程度的经验关系式。关系式中引入了相渗经验系数以消除模型与原型相渗差异。物理模拟实验与数值模拟结果的对比表明,所建立的经验关系式可以满足油田实际应用。     

排水管道堵塞试验及影响因素分析

随着智慧城市信息集成化的发展应用,对排水管道内水位、流量等主要运行参数的实时监控与自动采集需求越来越强,利用参数采集系统对排水管道堵塞进行定位监测,基于水力相似原理,建立变态相似模型,按照原型长度比例缩小20倍建立试验装置,并针对排水管道试验模型重力流、压力流不同工况进行堵塞试验及堵塞影响因素研究,结果表明:在重力流中,堵塞前水位和堵塞强度呈正相关分布,堰上水头最低点出现在堵塞高度为管径的50%时,且过流损失均随着坡度的增加而增加;堵塞强度在0.5时,过流损失减少值最小;在压力流中,堵塞程度越大,堵塞点前后管道水位高度变化越大;在同一堵塞强度条件下,过流损失随着堵塞长度的增加而增加;随着坡度增加,过流损失增加差额减少;堵塞长度越大,坡度对过流损失的影响越小。试验研究分析了排水管道堵塞状况的变化规律,为排水堵塞故障识别提供了基本依据。     

基于机器视觉的麻核桃分类算法设计

麻核桃的分类有助于产品销售,传统分类方式仅限于人工操作。为实现麻核桃的自动化分类,设计一种麻核桃分类算法,该算法通过构建核桃像素概率分布模型实现。根据核桃不同视图,利用同类核桃构建像素概率分布模型以及惩戒模型。利用矩阵乘积方式将待测核桃样本与两个模型分别进行对比,并将计算结果作为测试样本种类归属的判据,并以此对核桃进行分类。利用3 000个核桃样本,建立一个包含9 000张图片的数据集,对算法的性能进行评估。经过测试,在3次交叉测试实验中,该算法取得了97.36%的识别率。实验结果表明,在麻核桃分类识别中,该方法具有较好的应用前景。     

基于分形理论的城市日用水量预测方法

针对城市日用水量呈现周期性和自相似性的特点,通过对分形理论的研究,提出了基于分形拼贴定理和分形插值函数迭代过程的城市日用水量预测方法．该方法根据分形拼贴定理,由基于仿射变换的分形插值方法求取一个与历史日用水量记录相近的迭代函数系,建立分形预测模型,对城市日用水量进行预测．首先根据日用水量具有以周为周期的特点,应用相似日拟合模型对日用水量进行预测,平均预测误差为2．06％;然后根据日用水量具有以月为周期的特点对日用水量进行预测,平均预测误差为2．94％．应用表明,该方法实用性强,能够为城市供水优化调度提供决策支持．     

缝洞单元注水开发物理模拟

结合现场资料,根据相似理论确定物理模拟模型参数及试验条件,制作缝洞单元井网模型;通过对该模型进行单相流动试验,研究模型各口生产井对应通道的阻力;通过对该模型进行的水驱油试验,研究不同注入流速下模型的采收率、含水率、注水压力及水驱后的剩余油分布。结果表明:注入流速越大,模型采收率越高,剩余油越少;井打在洞上部时,水驱过后,剩余油存在于溶洞上部的周边位置;渗流通道经过溶洞时,水驱过后,溶洞内几乎不存在剩余油。     

热风炉蓄热室温度场热态模拟

在理论计算的基础上 ,依据相似原理建立了内燃式热风炉热态实验模型 ,采用计算机实时检测系统直接测定了蓄热室内的温度场分布状况 ,并将实验结果与理论计算结果进行了分析比较     

杨树人工林生长与收获系统模型构建

基于南方杨树人工林各类试验固定标准地和历年调查收集的临时标准地共213块样地数据,构建了适合我国南方地区杨树人工林生长与收获的模型系统。系统模型集成了林分平均直径与断面积、林分直径分布、树高曲线和削度方程模型,以林分立地质量、林分年龄与林分密度为模型的控制变量,按不同经营强度类型给出了林分蓄积量与出材量收获模型,并开发了具有自主知识产权的系统软件。旁置样地检验表明:应用该杨树人工林生长与收获系统模型可以得到林分蓄积量与出材量的可靠估计,平均相对误差<10%。     

一种考虑风险传播与预期故障分析的配电网信息物理系统安全性评估方法

伴随着电力系统与信息系统交融的程度不断加深,配电网逐渐发展为高度融合的信息物理系统(cyber-physical system,CPS),这对配电网的运行带来了一定程度的风险。当信息网局部节点失效时,可能使得电力网受到大规模扰动,从而导致电力网负载大量丢失甚至崩溃。基于信息网风险传播理论与预期故障分析方法提出一种配电网CPS安全性评估方法。首先分析CPS的结构框架,建立配电网CPS关联矩阵模型,再根据信息-物理系统的耦合相关性,考虑信息网节点间风险传播,构建信息-物理组合预想故障集,并提出安全性评估指标,最后通过仿真模型验证了该方法的合理性。     

砂卵石地层非稳定流回灌模型试验研究

为研究砂卵石地层回灌渗流场水头时空分布规律,依托济南轨道交通R1线地下车站基坑工程,研制了回灌模型试验系统,分别进行了潜水层和承压水层单井回灌模型试验,建立了适用于砂卵石地层的非稳定渗流单井回灌数学模型。试验结果表明,在承压水工况下,基于Theis非稳定流公式的计算数据和监测数据的水头变化趋势基本一致,皆为凸形曲线,但数值上存在明显的误差。在潜水工况下,Theis公式只能描述其饱和渗流阶段的变化趋势,并不适用非饱和渗流阶段。在定量回灌条件下,距离回灌井越近的地方越先达到饱和渗流。最后,回灌存在井损现象,井损水头占回灌水头的3.2%～52.5%左右。     

给水管网漏损检测周期的优化求解

城市供水企业迫切需要加强给水管网漏损管理,减少漏损水量,提高经济效益.给水管网检测周期的优化求解以管网历史漏损统计数据为基础,以漏损控制总费用最低为目标,采用自回归滑动平均混合过程及叠合模型预测管网漏水量、漏损件数,并求解管网经济漏水量,在此基础上建立漏损检测周期的优化数学模型.结果显示,总漏水量因实施优化检测周期而减少,漏损控制费用降低.优化检测周期的确定受管线检测费用、漏损水量费用等模型参数影响.