流體管網(wǎng)拓?fù)鋬?yōu)化方法研究.pdf

1、流體管網(wǎng)在同常的生產(chǎn)和生活中起著十分重要的作用,流體管網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不僅決定著前期的投資成本,而且關(guān)系到后期的運(yùn)營(yíng)成本,因此流體管網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究備受人們重視。流體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化,以節(jié)省投資,保證有效、可靠的管網(wǎng)運(yùn)行為目的。本文主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
　　(1)首先介紹了幾種常見(jiàn)的流體網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并分析丁其優(yōu)缺點(diǎn);然后介紹了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化的傳統(tǒng)算法(主要介紹了Dijkstra算法和Prime算法)和智能算法(單親遺傳算法)的

2、基本原理以及具體的步驟,并對(duì)單親遺傳算法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,主要包括編碼方式,遺傳算子,初始種群,適應(yīng)度函數(shù),遺傳控制策略。同時(shí)給出了流體管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo),為了評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)的可靠性,給出了從不同角度計(jì)算系統(tǒng)可靠度的計(jì)算公式。
　　(2)介紹了管網(wǎng)系統(tǒng)單元的數(shù)學(xué)模型,在管元模型中,給出了包含節(jié)點(diǎn)高度差信息的計(jì)’算公式,還考慮了不同狀態(tài)下壓力的變化對(duì)其管元流量的影響,在使用達(dá)西公式進(jìn)行壓損計(jì)算時(shí)帶入實(shí)際的可用流量計(jì)算,使得它

3、們的計(jì)算結(jié)果更加精確;在節(jié)點(diǎn)模型中使用流量平衡方程。為了評(píng)估備份網(wǎng)絡(luò)時(shí)連接管段的造價(jià)成本,給出了考慮高度差的造價(jià)公式,使得對(duì)成本的把握更加準(zhǔn)確。在雙網(wǎng)互為備份拓?fù)鋬?yōu)化中,給出了詳細(xì)的步驟,具有很強(qiáng)的可操作性,并用兩個(gè)并行運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真分析,該方法提高管網(wǎng)系統(tǒng)整體性能,并給出了實(shí)際可行的連接方案。
　　(3)以大慶油Ffl供水管網(wǎng)圖為優(yōu)化對(duì)象,首先介紹了’系列的簡(jiǎn)化原則,把復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化。再根據(jù)區(qū)域劃分原則,把大

4、的供水網(wǎng)絡(luò)劃分戒幾個(gè)獨(dú)立的小的分區(qū)網(wǎng)絡(luò),然后應(yīng)用單親遺傳算法對(duì)各個(gè)分區(qū)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行單獨(dú)的拓?fù)鋬?yōu)化,在優(yōu)化前介紹了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式,適應(yīng)度,編碼方法和初始種群的生成過(guò)程。優(yōu)化完成之后要通過(guò)反演計(jì)算對(duì)各個(gè)管段的壓力進(jìn)行驗(yàn)證,看是否滿足管段的承壓極限。為了增加系統(tǒng)的整體供水可,靠性,要使用互為備份拓?fù)鋬?yōu)化方法把獨(dú)立的分區(qū)連接起柬,連接后分區(qū)之間互為備份,當(dāng)分區(qū)出現(xiàn)故障或供應(yīng)不足時(shí)由備份網(wǎng)絡(luò)為其提供一部分供應(yīng)能力,盡可能的減小系統(tǒng)故障對(duì)系統(tǒng)造成的影響