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文檔簡介
1、隨著城市建設規(guī)模的擴大,給水管網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)模也越來越大,其本身的結構也越來越復雜,它在城市基礎設施中的重要地位也凸顯出來。目前,對于給水管網(wǎng)系統(tǒng)的設計、運行、管理及維護,給水管網(wǎng)水力模型是利用率最高的方法。同時由于給水管網(wǎng)營業(yè)收費系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)在給水管網(wǎng)系統(tǒng)中的大量應用,節(jié)點流量的統(tǒng)計技術日漸成熟,所以管道阻力系數(shù)就成了影響管網(wǎng)水力模型精度的主要因素。目前在給水管網(wǎng)管道阻力系數(shù)校正研究中仍存在諸多不足,如校正方法單一,校正準確程度不
2、高、校正計算時間較長等。因此,深入研究給水管網(wǎng)管道阻力系數(shù)校正問題是有理論意義和實用價值。本文對獲得最優(yōu)校正值效率和校正值不確定性分析兩個方面進行了研究。
本文分析了恒定流狀態(tài)下給水管網(wǎng)水力計算基本理論與方法,最終選用海曾-威廉系數(shù)作為管道阻力系數(shù)校正。論文中介紹了與現(xiàn)場情況相結合的給水管網(wǎng)管道阻力系數(shù)初始估計方法,利用壓力、壓差傳感器等設備采集試驗所需壓力、壓差數(shù)據(jù),結合試驗獲得基本參數(shù),繪制了水泵特性曲線和閥門開度與阻力系
3、數(shù)特性曲線關系圖。計算了試驗給水管網(wǎng)管道阻力系數(shù)的靈敏度系數(shù)指標,并進行了六種給水管網(wǎng)運行工況試驗。利用EPANET軟件建立給水管網(wǎng)管道阻力系數(shù)校正模型,模擬不同運行工況,結合MATLAB軟件編制了變尺度遺傳算法,對已建立起來的六種管道阻力系數(shù)校正模型進行了計算,并對校正結果進行了分析和比較,得出了多工況變尺度遺傳算法分級校正兼具全局和局部搜索能力,校正效率與精度高得結論。
到目前為止,對于大多數(shù)基于優(yōu)化模型開發(fā)的給水管網(wǎng)管道
4、阻力系數(shù)校正方法來說,獲得最佳校正值方法的效率是主要關注點,但是校正值的不確定性(即標準誤差)卻很少有人關注。一階二次矩法是目前解決上述問題的一般方法。雖然有高效的計算效率,但是一階二次矩法卻要依賴幾個限制性假設及需求導數(shù)計算。本文利用了SCEM-UA全局優(yōu)化算法與EPANET水力計算模塊相結合,用于解決最小二乘型的管道阻力系數(shù)校正問題,克服了上述局限。該方法在試驗給水管網(wǎng)平臺中得到了測試和驗證。與現(xiàn)有的優(yōu)化算法比較,SCEM-UA算法
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