管段沿线流量简化前后水头和流行时间差异性分析

给水管网管段沿线流量简化处理常采用水力等效方式或流量等分方式,将沿线流量分配到管段的上端节点和下端节点,以减少给水管网建模和计算的工作量.为从理论上说明给水管网管段沿线流量简化处理后带来的影响,首先分析了一般管段沿线流量简化处理前后的水头和流行时间差异性,其次分析了沿线均匀出流简化处理前后的水头和流行时间差异性.案例计...     

环状给水管网拓扑关系的自动搜索

文章研究环状给水管网拓扑关系的自动生成,减少数据输入量,方便给水管网的水力计算。利用Au-toCAD下的Visual LISP开发语言编制程序,实现对给水管网节点和管段的自动编号,进而自动生成邻接矩阵;在此基础上,结合图论的有关知识完成基环的自动搜索,同时能识别基环的公共管段;通过数据转化,利用邻接矩阵生成管网基本关系矩阵。     

采用节点累计法分配管段虚流量的方法

进行环状给水管网优化的目的是求解管段的经济管径,要实现这一目的,分配管段的初始虚流量是前提。文章指出用最小平方和法来分配管段的初始虚流量,有时会出现某些管段虚流量与同一管段初始真实流量方向不一致的现象,提出了将节点累计法用于初分管段虚流量可以很好地解决这一问题。算例表明用这一方法是可靠和有效的。     

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.     

规划设计中的给水管网计算方法的改进

通过引入地理信息系统(GIS)技术,以街区作为管段沿线流量的计算单位,考虑街区面积、人口密度、街区内部大用户用水量等各项因素,改进了给水管网的计算．结果表明：GIS技术可使整个给水系统工作状况更接近实际。     

浅谈输配水管网的排气

输配水管网是给水系统中的重要组成部分,其管网投资约占整个给水工程的50%-70%。其运行直接影响供水成本,输配水管网的排气问题也是浪费运行成本的主要因素,其危害主要有造成管段试压失真,影响试压结果,易产生水锺,发生爆管,影响送水,增加维修费用。     

硫酸根浓度突变对给水管网铁释放的影响

针对水源频繁切换造成原水水质硫酸根质量浓度突变对给水管网铁释放的影响开展试验研究。选取北京市城区3个不同地区的管段,设计并制作管段模拟反应器,比较分析不同硫酸根质量浓度水质条件下、不同地区管段的铁释放情况。结果表明:硫酸根质量浓度的大幅增加可导致黄水问题。给水管网铁释放量与硫酸根质量浓度具有显著相关性,当硫酸根质量浓度从25mg/L增加到180mg/L,相应的Larson指数从0.35增加到1.40时,8h滞留时间后管段出水浊度、色度的最大增加值分别约为6NTU和50度,总铁释放速率最大增加约2.00mg/(m2.h)。由此,确定了水源切换条件下,硫酸根和Larson指数对管垢铁释放的控制指标:硫酸根质量浓度<75mg/L,Larson指数<0.70。在此条件下,管网水主要水质指标(总铁质量浓度、浊度和色度)基本达标。     

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．     

基于长期计划的动态给水管网优化设计模型

鉴于给水管网的优化设计的重要作用，提出了更符合实际、准确度更高的基于长期计划的动态给水管网优化设计模型。其目标函数中，动力费采用与时间相关的函数计算，折旧大修费采用与管段损坏率相关的函数计算，并建立了相应的动态优化设计模型。可以更精确地得出基于长期计划考虑管网优化设计结果。     

城市给水管网可靠性分析方法

在分析管段组件可靠度的基础上,得出节点可靠度,进而由权重因子法计算得到将城市给水管网发生机械故障与水力条件变化相结合时的管网可靠度模型,通过该模型的建立总结出给水管网可靠性评估方法,最后就模型分析给出结论及建议。     

车削镍铬合金冷硬铸铁切削用量优化

本文在分析切削用量优化目标函数的基础上,选取最低工序成本和最小刀具相对磨损作为优化的目标函数。通过计算机和切削试验优选出车削镍铬合金冷硬铸铁的切削用量,从而用科学的方法指导生产实践。     

流体输送管径优化设计

本文提出了一种计算工艺配管的最佳法,它是以流体输送的操作动力费与管线设备费之和作为目标函数,关联出使其目标函数为最小的最佳管径的数学模型,并编制了相应微型计算机程序,通过举例对本文提出最佳法与普通计算法进行了(火用)分析与对比。显然,最佳法体现出明显经济效益和实用价值。     

泵站工程压力管道最优管径的计算机求解

如何经济，合理地选择高扬程泵站压力管道的管径是一个十分重要的问题，本文借助于计算机，以年费用最小为目标函数为对合理选择压力管道的管径作一探讨，并给出算例。     

重力输水管渠系统优化

在重力输水系统的规划设计中,有时采用无压管渠与压力管道相结合的方式输水。针对这种输水系统的特点,本文以整个重力输水管渠系统投资最小为目标函数,以无压管渠长度和压力管道中备选管道长度作为优化变量,建立了重力输水管渠系统优化设计的线性规划模型。     

确定城市给水管网监测点的决策方法

给水管网系统监测点的设置是一个多目标决策问题。本文在运用管网系统集结原理的基础上,将投资费用和模型精度两个指标用加权和法综合成统一的目标。总目标是监测点数目位置和系统分解方法的隐函数,用Fibonacci法直接寻优,能较快收敛于优化解。实际计算表明,本决策方法所得的结果是令人满意的。     

二次规划求解方法探讨

文章推广与应用了二次非线性规划模型的基础理论及算法。在线性规划模型中,活动对目标函数的贡献与活动水平成比例关系,因而目标函数是决策变量的线性函数,而在实际问题中,往往遇到活动对目标函数的贡献与活动水平不成比例关系的情形,即目标函数不是决策变量的线性函数,而是二次非线性函数,我们可以利用K—T条件并转化为等价求解相应的线性规划问题。经过分析可以得到结论,目标函数变成了线性函数,但约束函数中有一个非线性函数,这时问题仍然是非线性的。应用Excel规划求解工具解这个模型后我们知道如果投资者愿意承担多一点的风险,就可以获得更大的收益。     

同时考虑换入变量对目标函数影响的单纯形法

基于基本单纯形法原理,从考虑检验数和换入变量取值两方面对目标函数改善的影响出发,通过修改换入换出变量确定规则,给出了一种基本单纯形法的改善算法。     

弯管结构塑性极限上限分析的有限元方法

在管线系统中 ,弯管是一种关键的部件 ,对其进行塑性极限分析具有重要的工程意义。根据塑性极限上限定理 ,采用数学规划方法 ,建立了弯管结构塑性极限上限分析的有限元数学规划格式 ,给出了相应的优化迭代算法 ,克服了目标函数非线性非光滑所导致的数值计算困难。采用一种改进的弯管单元并利用该数值方法分析了弯管结构的塑性极限承载能力。计算结果表明 ,该方法具有数值稳定性好、精度高和收敛快等优点     

星状集输管网拓扑结构的整体优化

针对星状集输管网结构特点,建立以管网建设总投资为目标函数,以系统中节点连接关系、站点位置、管线参数为优化变量的星状油气集输管网拓扑结构优化模型。将蚁群算法与遗传算法相结合对模型进行整体优化求解。在蚁群算法中,将节点连接关系的确定转化为路径选择问题,将启发因子表示为管段建设成本的函数,用路径方案对应的管网建设总成本计算信息素的积累量。在遗传算法中,以格雷码形式将站址信息储存于染色体上,用蚁群算法求得每种站址分布方案下最优井组和管径,并用其计算各染色体的适应度,从而同步求得最佳站址、最佳井组划分和管线参数。结果表明,所设计算法优化质量高于分级优化,且鲁棒性强,不受计算初始值影响。     

基于粒子群优化算法的环状管网优化设计

给水工程中环状管网的优化设计对于降低整个工程造价起到重要作用.基于粒子群优化算法的基本原理,引入了无纲量化的新理念进行建模,寻求目标函数w0(管网年费用的折算值)在水力约束条件下的最小值.采用粒子群优化算法求解该非线性规划模型.算例结果表明算法及其模型在环状管网优化设计中是非常有效的.计算的时间复杂度降低了26.89%左右,充分体现了粒子群优化算法具有较强的寻优能力.