改进遗传算法在环状管网水力平衡计算中的应用

标准遗传算法不擅于局部微调,在标准遗传算法的基础上,利用传统的优化方法中坐标轮换寻优方法对个体进行局部微调,寻优能力明显提高。把该算法用于环状管网水力平衡计算,计算结果精度较高。     

扬水站灌区低压管道系统的最大可能流量问题及有关的水力计算

本文在以前提出的设调节池低压管道系统水力计算方法的基础上，对山丘区地形坡度较大情况下管道系统水中的一些特殊问题进行了进一步分析，提出了系统最大可能流量问题，以及与此相关的一些水力计算方法，对山丘区低压管道系统的规划设计很有实际意义。     

低压管道输水地面灌溉工程中设置调节池的作用及水力计算

调节池是低压管道输水地面灌溉(简称“管灌”)工程中水泵压力水管与低压输水管道之间的衔接建筑物。本文针对山丘提水站灌区设置调节池这一工程措施,详细分析了调节池的作用。并通过引入池中水位高这一变量,把系统中水泵、水泵压力水管、低压管道、给水栓四者有机地联系起来,提出了相应的水力计算方法。根据这一方法,可准确计算中系统中各轮灌组运行时的水泵工作点、给水栓流量及调节池高度,为设有调节池的管灌系统的规划设计提供了科学的理论依据。     

自适应遗传算法在环状管网水力计算中的优化设计

介绍了如何应用双重编码的自适应遗传算法对依靠重力供水的环状管网进行水力计算的优化设计。用遗传算法随机生成水头标高和管径,再由随机生成的水头标高和管径求出非线性的流量分配方案和管径组合方案,然后通过自适应遗传算法的交叉和变异操作,使不适应的个体通过交叉和变异成为满足的约束条件的个体,从而达到优化的目的。结果表明,遗传算法在水力计算中有着独特的优势,它能使管网的流量分配和管径选择同时完成。     

关于调压管水力计算公式的探讨

调压管的配置是否合理.影响着滴灌系统的灌水均匀度和工程造价。本文根据室内测试的大量数据,分析归纳成适用于两种不同情况下的调压管水力学计算公式,做为对现行公式的完善与补充,供广大滴灌设计者参考使用。     

井灌区低压环状管网优化设计方法的研究

本文对低压管道输水灌溉环状管网的经济性进行了分析研究,得出对集中轮灌的井灌区,在一定条件下环状管网优于树状管网的结论,推导出单环和双环管网流量分配系数公式和经济管径的通用计算公式。     

有压管道的流量计算

针对工农业生产和人们生活中经常遇到的有压管道紊流流动状态下水流流量的计算比较复杂的问题，通过分析推导，得出了紊流流动中的求解通过管道的流量的显式计算式。所得出的有压管道紊流流动的流量计算式可适用于紊流的整个计算区域内。由此得出，对于有压管道中的水流流量的计算问题，不论水流流动状态是层流还是紊流，均可采用显式计算式直接计算，而不需要进行反复试算。管道水流流量的显式计算式给有压管道的水力计算带来极大的方便。     

信赖域法用于给水管网水力计算的研究

给水管网水力计算是进行管网优化设计和进行管网运行工况模拟的一个不可缺少的重要环节,该过程的计算结果和求解速度决定了管网优化设计和运行模拟的可靠性和实时性.为快速、准确实现管网水力计算,建立了给水管网水力计算模型,针对该模型的为求解非线性方程组实质,以及常规求解方法存在的缺陷,提出了管网水力计算的信赖域法,并着重对信赖域法数学模型和求解过程进行剖析,用MATLAB编程语言编写了管网水力计算的计算程序.最后以河南省清丰县一个复杂的给水管网实例进行验证,结果说明了信赖域法能有效地应用于给水管网水力计算.同时也为信赖域法在给水领域和其他工程领域的应用提供了借鉴.     

基于遗传算法的喷灌管网优化设计

结合管网优化设计理论和实际工程中管径计算的要求,将遗传算法引入喷灌管网优化设计．提出求解喷灌管网管径优化解的计算思路,增强了管网设计方案的经济性,且求解出来的管径不需按标准管径调整。在此基础上,提出把经济性与可靠性结合起来进行管网优化设计,以及采用遗传算法求解该多目标问题。     

低压管道输水灌溉系统中管网与井泵的合理配套

低压管道输水灌溉(简称“管灌”)系统由井、泵和管路等组成,本文根据该系统的运行特点,首行分析了系统综合装置效率的变化规律,并在引进输水管网设计点概念的基础上,研究了管网与井泵的合理配套。在设计中综合考虑了泵的扬程和泵的价格等因素,使设计出的整个灌溉系统运行于较经济的节能状态,并使系统的年费用最小。     

结合可靠度的自压树状管网管径优化研究

在自压输水系统中,管道投资占系统的比例较大,管径既是管道系统的一个基本技术参数,也是影响管道经济性的一个重要因素。【目的】合理地选取管径,节约工程投资、降低能耗、保证系统供水安全。【方法】以管网投资和运行管理费用最小为目标函数,管网节点水量可靠度指标、水压、流速等为约束条件,建立了自压树状管网管径优化模型,以新疆苏巴什河自压输水灌区为例进行分析,采用PSO算法与SAPSO算法优化求解模型。【结果】对比相同节点水量可靠度下的目标函数费用,SAPSO算法均低于PSO算法,其优化结果更好;对节点水量可靠度Ri=0.7下SAPSO算法的计算结果与最优解的相对偏差统计分析可知,小于10%的概率达到97%,其所建模型稳定,计算精度较高。【结论】考虑管网可靠性,所建模型能够较为系统地反映自压输水管网在全寿命周期的运行情况,运行结果的可靠性高;利用SAPSO算法优化求解模型,优化结果更为精确可靠,该方法能为类似工程的管网管径优化问题提供借鉴。     

基于人工神经网络的管道泵进水流道性能优化

立式管道泵是一种具有进口弯管的单级单吸离心泵,常被应用于安装空间受限的地方。由于进口的特殊结构,该泵不可避免地产生了一定程度的能量损失,从而降低了整体的效率。为了提高管道泵的性能,基于人工神经网络进行了肘形进水流道的优化研究。进水流道的形状可由流道中线和各截面的形状控制,选择五阶贝塞尔曲线拟合流道中线,三阶贝塞尔曲线拟合截面控制参数沿流道中线的变化趋势。考虑到泵实际安装需求,选取进水流道的11个参数为优化变量,泵效率为优化目标。采用拉丁方试验设计方法设计了149个进水流道方案,应用人工神经网络建立了泵效率与11个设计变量间的高精度非线性数学表达式,采用粒子群算法对数学表达式进行了优化,得到了肘形进水流道的最优参数组合。研究结果表明:计算结果与试验结果在小流量和设计流量下呈现出很好的一致性;人工神经网络(ANN)能够准确反映泵效率和设计变量之间的关系,优化后预测值与计算值之间的偏差为0.32%;优化后的模型相对于原始模型效率提高了1.17个百分点,扬程提高了0.23 m,高效运行区得到拓宽;相比于原始进口管,优化后进口管内流动得到改善。     

环状喷灌系统水力解析的数值方法

分析了环状喷灌系统中存在的节点流量连续性方程、管段压降方程和节点流量压力方程等水力学关系式,建立了环状喷灌系统水力解析的方程组,并提出了方程组切实可行的数值求解方法,编制了相应的计算机程序。通过算例,验证了该算法的正确性。根据对计算结果的分析,评价了算例系统的优缺点,并提出了合理的改进建议。