校企合作毕业设计

城市供水管网压力实时分布状态计算方法构建与验证

能源与动力工程

资助企业: 长沙九州鸿云网络科技有限公司

企业导师: 姚更清

指导教师: 何创新、毛晓军

项目成员: 周王岚、罗维祺

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项目简介

项目概述

该项目结合企业层面智慧泵站与城市供水一体化智慧管理的需求期望构建实现针对城市管网系统完成全局动态压力监测与漏损反馈的仿真计算平台。通过CFD方法构建典型管道部件仿真,基于Simulink仿真平台构建整体管网模型,并从CFD计算结果中提取多种部件的损失系数信息提供给Simulink管网模型,用以替换损失系数的经验公式,提高计算准确度;同时利用数据同化方法,以实际管网数据驱动,优化湍流模型和整体管网模型参数,使仿真计算结果贴合实际管网工作状态。


项目目标

(1)保证管网部件损失系数计算准确,为整体管网仿真提供可靠的数据基础,确保计算结果能符合实际工况下的流动状态以及损失情况;

(2)构建整体管网计算模型,以有限实际测点压力数值为输入,求解控制方程,反馈任意点处压力数值,实现对管网的全局压力求解;

(3)保证管网模型计算结果尽可能符合实际情况,避免引入过多理想化假设,以确保计算结果的准确性和可靠性

(4)管网计算模型需能通过计算结果反馈泄漏位置等信息;


项目成果

(1)使用CFD方法充分考虑了实际流动状态对管件压力损失的影响,构建了管件压力损失系数与各影响因素的函数关系;

(2)构建了简易管网计算工况,验证了使用数据同化方法优化计算模型系数的设计方案可行性与计算精度;

(3)构建了复杂管网的仿真测试,模拟少测点情况下,通过累积多工况数据将参数核验的欠定问题转化为定解问题,提高模型计算精度;

(4)搭建了城市管网面向真实运行环境的仿真系统,通过核验管网节点需水量,找出节点或管段的漏损位置;


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