給水管網(wǎng)瞬變流正反問(wèn)題分析及應(yīng)用.pdf

1、城市給水管網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行中,由于存在用戶(hù)需水量頻繁變化、調(diào)度水泵改變工況、閥門(mén)啟閉、事故停泵等因素,增加了系統(tǒng)的水力負(fù)荷,并可能引發(fā)管道中的瞬變工況.瞬變流不僅能造成壓力波動(dòng),還能產(chǎn)生較大的壓力增值,而通常的給水管道很難承這樣的瞬變壓力.隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度發(fā)展,使人們能夠在幾乎不受限制的情況下,針對(duì)較全面的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行水力分析,為管網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行管理提供依據(jù).特征線(xiàn)法具有嚴(yán)密的理論性和較強(qiáng)的實(shí)用性,是求解瞬變流控制微分方程的基本工具

2、.本文應(yīng)用特征線(xiàn)法針對(duì)算例管網(wǎng)完成了具有典型邊界條件的管網(wǎng)瞬變分析.結(jié)果表明給水管網(wǎng)中的瞬變壓力可能增加至正常運(yùn)行壓力的幾倍,在很多情況下可能造成管道破損,甚至發(fā)生爆管事故,尤其對(duì)于那些比較薄弱的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域.給水管網(wǎng)漏失是國(guó)內(nèi)外供水行業(yè)普遍存在的問(wèn)題.漏失不僅浪費(fèi)了寶貴的水資源,還給供水企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,因此在淡水資源日益匱乏的今天,世界各國(guó)都將漏失檢測(cè)作為一項(xiàng)重要研究課題.由于漏失本身可能引起管流瞬變,因此從瞬變流的角度研究管網(wǎng)漏

3、失符合漏失的物理表征,而建立在瞬變流基礎(chǔ)上的反問(wèn)題分析法更適合于管網(wǎng)的漏失檢測(cè).本文在查閱大量文獻(xiàn)基礎(chǔ)上,建立了用于給水管網(wǎng)漏失檢測(cè)的瞬變流反問(wèn)題分析模型,并針對(duì)算例管網(wǎng)完成了數(shù)值模擬.應(yīng)用瞬變反問(wèn)題分析檢測(cè)給水管網(wǎng)漏失屬于系統(tǒng)辨識(shí)反問(wèn)題,本文通過(guò)最優(yōu)化算法,最小化壓力的測(cè)量值與計(jì)算值之間的偏差對(duì)該類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行求解.整個(gè)求解過(guò)程的實(shí)質(zhì)是對(duì)解空間不斷迭代,直到滿(mǎn)足計(jì)算要求.分析過(guò)程采用L-M法和N-R法進(jìn)行局部尋優(yōu),并進(jìn)行了模型敏感性分析.