[發明專利]基于節點參數化技術的輸水管網計算方法

有效

• 申請號: 201710076522.3
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號: CN106874595B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 雷曉輝;王家彪;田雨;王超;姜龍;楊明祥;張忠波;廖衛紅;尚毅梓
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;E03B1/02
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 于國富

本發明公開了一種基于節點參數化技術的輸水管網計算方法，涉及水利領域。所述方法：對待測管網系統進行初始化；將初始化后的待測管網系統分解為參數化節點和相鄰兩個參數化節點間連接的計算管道；通過計算管道連接參數與節點連接參數將計算管道與參數化節點連接組合；判斷當前計算的時間是否為模型控制結束時間，如果是，則完成當前時間待測管網系統中整個有壓管網的計算；如果否，則返回S1，直至當前計算時間為結束時間為止，完成當前時段待測管網系統中整個有壓管網的計算。本發明提出的輸水管網計算方法在實現管網分解與快速計算基礎上，還能很好地保證模擬計算的精度，計算效果不亞于商業軟件Hammer。

技術領域

本發明涉及水利領域，尤其涉及一種基于節點參數化技術的輸水管網計算方法。

背景技術

供水系統是城市的重要基礎設施，負責將水體從水源地輸送至用水戶，滿足城市生活和生產用水需求。隨著城市的快速發展，城市供水能力需求越來越高，供水系統的建設也越來越復雜。一方面，有壓輸水下的管網運行工況多，管理與控制難度大；另一方面，輸水管網的安全與高效運行對于城市各需水部門正常運作至關重要。輸水管網除設計合理性等問題外，在運行中還常出現管道滲漏甚至破裂、提水泵站過大水錘引起局部工程破壞、閥門失控造成局部水擊等問題。輸水管網的安全與高效運行不僅依賴于合理、過硬的工程設計與建設，還離不開支持管理人員快速分析與決策的模擬仿真平臺。而目前較為落后的輸水管網模擬計算技術和信息管理技術是我國城市輸水管網科學化管理的短板。

在復雜輸水管網模擬計算方面的研究及其相關技術，國內外已有較多的成果可借鑒。盡管國內外對于輸水管網計算方法和模型軟件眾多、模擬計算經驗豐富，但在實踐中仍存在各自的局限性和不足點。很多計算模型仍主要基于能量方程和平差理論，對水力過渡過程模擬困難，尤其在泵站、空氣調節閥等內部調節工程較多、管網連接復雜時，要么功能不兼容，要么模型不開源，存在模型數據管理繁瑣、模擬計算成本較高等諸多問題。而數據存儲、模型兼容性和計算效率是選擇管網計算模型的關鍵因素，一個數據存儲方便、運算高效、易于編程實現的管網計算模型對于輸水管網的快速預測與決策具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于節點參數化技術的輸水管網計算方法，從而解決現有技術中存在的前述問題。

為了實現上述目的，本發明所述基于節點參數化技術的輸水管網計算方法，所述方法包括：

S1，根據待測管網系統中各節點的節點參數值和管道恒定輸水公式對待測管網系統進行初始化；

S2，將初始化后的待測管網系統分解為參數化節點和相鄰兩個參數化節點間連接的計算管道；同時，獲得計算管道連接參數和節點連接參數，通過計算管道連接參數與節點連接參數將計算管道與參數化節點連接組合；

S3，判斷當前計算的時間是否為模型控制結束時間，如果是，則完成當前時間待測管網系統中整個有壓管網的計算；如果否，則返回S1，直至當前計算時間為結束時間為止，完成當前時段待測管網系統中整個有壓管網的計算。

優選地，步驟S2中，采用有壓管道瞬變流計算模型對任意計算管道計算，得到任意計算管道連接參數，其中，有壓管道瞬變流計算模型按照下述建立：

根據管道中水流的連續性和動量守恒原理推導得到水擊方程組，所述水擊方程組中的連續方程見公式(1)，所述水擊方程組中的動量方程見公式(2)；