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缺少測點的管網系統的管網單相流體水力數據獲取方法與流程

文檔序號:41734510發布日期:2025-04-25 17:06閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.缺少測點的管網系統的管網單相流體水力數據獲取方法,其特征在于,包括以下步驟:

2.根據權利要求1所述的缺少測點的管網系統的管網單相流體水力數據獲取方法,其特征在于,所述步驟s1中,流體網絡原始邊界數據包括節點溫度數據、邊界節點流量或壓力數據、內部節點管長管徑數據以及入口壓力;

3.根據權利要求2所述的缺少測點的管網系統的管網單相流體水力數據獲取方法,其特征在于,所述步驟s1中,根據流體網絡理論對需要計算的管網進行建模,得到流體網絡拓撲矩陣;具體過程為:將一段管道視為一個內部節點,管道系統邊界與系統外連接的位置設為邊界節點,邊界節點有溫度、壓力數據,但沒有實體,所以不存在管長管徑數據,節點之間通過流線連接,流線代表管道之間的流體流動關系,由此得到流體網絡拓撲矩陣,流體網絡矩陣包括內部拓撲矩陣和邊界拓撲矩陣,實際使用時合并稱為流體網絡拓撲矩陣;內部拓撲矩陣大小為?n×n,n為內部節點個數;邊界拓撲矩陣大小為?n×m,m為邊界節點個數;在流體網絡拓撲矩陣中,內部節點拓撲關系矩陣的值有三種情況:0表示節點i與節點j沒有流線連接;-1表示流線方向為由i流向j;1表示流線方向為由j流向i;步驟s1中構造的數組,與內部節點相關的數組大小為n,與邊界節點相關的數組大小為m;步驟s1中構造的矩陣,與內部相關的矩陣大小為n×n,與邊界相關的矩陣大小為?n×m。

4.根據權利要求1所述的缺少測點的管網系統的管網單相流體水力數據獲取方法,其特征在于,所述步驟s2中,將步驟s1中獲得的內部節點壓力數組、邊界節點壓力數組、流體網絡拓撲矩陣、內部流量矩陣和邊界流量矩陣這?5?組數據,根據質量守恒公式以及動量守恒公式聯立求解,構造出壓力矩陣方程,運用?lu?分解法求解壓力矩陣,從而得到更新后的內部節點壓力數組,具體過程為:

5.根據權利要求3所述的缺少測點的管網系統的管網單相流體水力數據獲取方法,其特征在于,所述步驟s3中,將步驟s2得到的內部節點壓力數組,與步驟s1中的內部阻力矩陣、邊界阻力矩陣以及流體網絡拓撲矩陣這4組數據,代入流線動量方程進行求解,得出新的內部流量矩陣;

6.根據權利要求3所述的缺少測點的管網系統的管網單相流體水力數據獲取方法,其特征在于,所述步驟s5中,把步驟s4中得到的內部節點密度數組,與步驟s1中得到的內部節點管長數組、內部節點管徑數組、內部流量矩陣、邊界流量矩陣代入能量守恒公式,能量守恒公式為:

7.根據權利要求3所述的缺少測點的管網系統的管網單相流體水力數據獲取方法,其特征在于,所述步驟s7具體為:

8.根據權利要求3所述的缺少測點的管網系統的管網單相流體水力數據獲取方法,其特征在于,所述步驟s8具體為:

9.根據權利要求1所述的缺少測點的管網系統的管網單相流體水力數據獲取方法,其特征在于,所述步驟s9具體為:


技術總結
本發明涉及一種缺少測點的管網系統的管網單相流體水力數據獲取方法,將基爾霍夫定律與流體動量守恒公式相結合,把流體網絡中未知的阻力系數與手動閥門等不可知變量,通過參數變換轉化為壓力與流量的關系。再將此壓力流量的耦合關系式子代入流體網絡迭代過程中共同迭代,最終能夠依據出入口的流量,推算出整個流體網絡系統的壓力分布狀況。本發明基于流體網絡理論、針對現實管網系統測點缺失情況的管網單相流體水力計算算法,以有效解決管道系統的水力模擬計算難題,提升管道監控的精準度與覆蓋度。

技術研發人員:馬雄敬,姚余善,周孝明,羅嘉寧,周君
受保護的技術使用者:無錫混沌能源技術有限公司
技術研發日:
技術公布日:2025/4/24
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