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城市供水管网漏损定位计算方法的研究

作　者: 张珽
导　师: 张宏伟
学　校: 天津大学
专　业: 环境工程
关键词: 供水管网漏损定位粒子群算法模型编程
分类号: TU991.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 179次
引　用: 2次
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内容摘要

本文以供水管网漏损定位的计算方法为核心研究内容,提出了基于压力分析的管网模型参数校核优化模型和漏损定位优化模型,采用了粒子群算法进行模型的求解,为今后实际管网的精确定位提供了理论基础。首先,介绍了供水管网计算机模拟软件EPANET的使用方法与特点,详细说明了该软件的计算引擎Toolkit的外接用途与编程实现步骤,给出了其中函数用法的C语言编程实例。其次,提出了管网水力模型参数校核的优化模型及约束条件,详细介绍并对比了当今使用广泛的几种优化算法,并根据自身情况选择粒子群算法(Particle Swarm Optimization)作为模型求解方法。给出了针对该模型的算法流程,并使用计算引擎Toolkit进行管网正向水力计算。采用了Microsoft Visual C++6.0进行编程,对该软件的编程及外接使用进行了介绍,详细介绍了编程的思路及方法。再次,建立了管网漏损节点定位优化模型进行管网漏损定位,同时考虑到供水管网不同位置、不同强度的漏损势必会对模型参数产生不同的影响,因此将管网的摩阻系数校核与漏损的节点定位放入同一模型中进行联合优化计算。给出了两种漏损节点定位方法的主要程序设计思路。最后进行了管网水力实验,对漏损定位的计算方法进行验证。通过对实验管网摩阻系数的试验测定,验证编程计算的准确性。同时,实验模拟管网漏损,通过程序运算得出管网模拟漏损的节点定位计算结果,为管网漏损定位计算方法的准确性提供数据支持。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-14
  1.1 课题背景  7-8
  1.2 城市供水管网漏损的概念和主要形式  8-9
  1.3 供水管网漏损原因分析  9
  1.4 国内外研究现状  9-12
    1.4.1 检漏方法及检漏仪器  10-11
    1.4.2 漏损状态下管网水力模型研究进展  11-12
  1.5 本文主要研究内容及方法  12-14
第二章供水管网的计算机模拟与模型参数的校核  14-33
  2.1 管网模拟软件EPANET2.0 的原理与应用  14-20
    2.1.1 EPANET 简介  14-15
    2.1.2 EPANET 管网水力计算方法  15-18
    2.1.3 EPANET TOOLKIT 简介  18-20
  2.2 基于粒子群算法的模型参数校核计算方法  20-32
    2.2.1 优化模型的建立  20-21
    2.2.2 优化算法简介  21-26
    2.2.3 基于PSO 算法摩阻系数校核流程  26
    2.2.4 PSO 摩阻系数校核的Microsoft VC++6.0 编程实现  26-32
  2.3 本章小结  32-33
第三章供水管网漏损定位计算方法研究  33-40
  3.1 摩阻系数校核后的管网漏损节点定位  33-36
    3.1.1 供水管网漏损节点定位优化模型的建立  33
    3.1.2 基于PSO 算法管网漏损节点定位流程  33-35
    3.1.3 基于 PSO 算法管网漏损节点定位C++实现  35-36
  3.2 同一模型中供水管网摩阻系数的校核与漏损的节点定位  36-39
    3.2.1 模型的建立  36
    3.2.2 模型求解流程及C++编程实现  36-39
  3.3 本章小结  39-40
第四章供水管网漏损定位计算方法实例验证  40-50
  4.1 实验装置和测试仪器  40-41
    4.1.1 实验装置  40
    4.1.2 测试仪器  40-41
  4.2 实验方案  41-42
  4.3 管段摩阻系数的实验测定  42-43
  4.4 实验管网微观水力模型的建立及参数的校核  43-45
  4.5 实验管网模拟漏损定位计算  45-49
  4.6 本章小结  49-50
第五章结束语  50-52
  5.1 研究成果及结论  50-51
  5.2 存在的不足  51
  5.3 展望  51-52
参考文献  52-56
致谢  56

城市供水管网漏损定位计算方法的研究

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