改进FAVAD模型精确模拟管网漏损的研究
发布时间：2020-12-27 13:42
物理漏损是给水管网漏损额中的重要组成部分,如何量化区域城市的物理漏损量对于整个区域的管网漏损量预测以及后续的漏损调控有着至关重要的意义,而现有的各管网漏损理论仍有所缺陷。因此为进一步精确预测管网漏损量为目的,本文主要从单漏点理论出发,以改进的点式漏损模型对管网进行漏损预测,进一步完善和丰富供水管网漏损理论。FAVAD模型在漏损过程中考虑到了漏点面积与水头的关系,其漏损计算更为精确。本文以传统的FAVAD模型为理论基础,首先对不同形式的漏口进行流固耦合分析,研究不同形式的漏口在承压条件下的变化规律,得出了在不同压力下各种失效形式的漏口处的压力、应力以及应变的变化规律。研究发现,圆形漏口与环向裂缝其漏口变化规律符合传统FAVAD漏损模型,轴向裂缝的漏口面积受到应力集中现象的影响,与水压的平方成正比。以此为基础,为后续的漏损实验的进行提供了理论基础。通过相关的管道漏损实验,探究单漏点管道的漏损规律,分别从漏口形式、漏口大小这两个漏口基本信息,管道直径、管道材料、管道水压这三个管道基本信息出发,研究漏口信息与管道基本信息对漏损流量的影响,从这几个因素出发,对FAVAD模型中的参数进行了具体优化...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究技术路线
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文固体在流场作用下的各种行为以及固体的变形对流场的影响，这二模型[38]。对于承压给水管道，其供水形式主要为满管流，但管道的外实际的漏损过程中，随着管道裂口的产生，管道内部的流体通过裂口口在流体荷载的作用下会产生一定的形变，这就是最为典型的单向流39]。于流固耦合分析的建立框架如图 3-1 所示，其模型的建立主要分为流与分析、固态部分的建立与分析以及模型的整体分析。模型管道以及以及形变通过模块 A 来实现，模块 B 主要是 Fluent 流态部分[40]，由的应变以及应力变化是由管道内部流体压力的变化而造成的，因此可以求得内部流体的流速、压力等参数，模块 C 将模块 A 与模块 B 得管道漏口处各个物理参数的变化，从而得到漏口的压力、应力、应化规律。
图 3-2 残差收敛曲线图当流态模型经过 200 次迭代过程，得到管段内部流态的压力、流态等参数参数再导入 Geometry 模块进行漏点出应力、应变的分析。结构有限元的相关设置本次模型研究的管道主要选取一种典型给水有机塑料管 UPVC 管，并假漏损的过程中，漏口处发生的所有形变均为弹性形变。其固体结构的分析的弹性模量以及泊松比[41]，并从 Fluent 流态分析部分提取相应的流体压分析漏口出在压力情况下的各种力学变化。当得出失效管道在水压作用下的漏口处的应力和应变后，需对所建几何网格划分，格划分的质量对所建模型的好坏有决定性作用[42]。本次建模四面体网格划分（Tetrahedrons），主要是因为四面体网格划分可快速、自适用于任意几何体，在近似网格密度情况下，单元与节点数也都高于六面而且，四面体网格划分[43]（Tetrahedrons）在关键区域可使用曲度及近似完成自动细化网格，可使用膨胀完成实体边界附近网格的细化（即边界）。四面体网格划分（Tetrahedrons）有 Patch Comforming 四面体和 P.2
【参考文献】：
期刊论文
[1]IWA水量平衡应用于我国供水系统水量平衡分析[J]. 许月霞,张冰心,娄宁. 给水排水. 2016(03)
[2]基于ABAQUS的在役PCCP管道承载水压有限元分析[J]. 郁龙,赵新铭,胡少伟,陆俊,鲁文妍. 混凝土. 2015(10)
[3]液力变矩器叶片强度的分析研究[J]. 陶焜,王颖. 科技创新与生产力. 2014(11)
[4]热镀锌钢管渗漏失效分析[J]. 廖振华,张学彬,钟奇鸣. 理化检验(物理分册). 2013(08)
[5]湖北省供水产销差率调查及建议——兼议《城市供水管网漏损控制及评定标准》的不合理性[J]. 曾卓. 城镇供水. 2013(02)
[6]浅析压力管道管径和壁厚的选择[J]. 范晓琴. 盐业与化工. 2012(11)
[7]差分自回归移动平均模型预测管网漏损的研究[J]. 王丽娟,张宏伟. 中国给水排水. 2010(11)
[8]供水管网漏失模型研究[J]. 王丽娟,张宏伟. 中国给水排水. 2010(09)
[9]中国水资源及水价现状调研报告[J]. 周望军. 中国物价. 2010(03)
[10]管材和管径选择与供水管网漏损控制[J]. 罗海玲,付婉霞,张哲. 节能与环保. 2010(01)
博士论文
[1]基于信号处理算法的供水管网物理漏损流量分析模型研究[D]. 郑成志.哈尔滨工业大学 2015
硕士论文
[1]供水管网消毒剂腐蚀对管道漏损影响研究[D]. 姚芳.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于Kalman滤波理论的供水管网漏失分析研究[D]. 韩安杰.哈尔滨工业大学 2014
[3]供水管网在线监测漏失定位模型研究[D]. 涂敏.哈尔滨工业大学 2012
[4]多水源供水系统泵组优化控制漏失[D]. 陈晨.哈尔滨工业大学 2012
[5]城市供水管网漏损因素分析及控制[D]. 邓晓婷.太原理工大学 2012
[6]城市供水管网爆管预警模型研究[D]. 李楠.太原理工大学 2012
[7]供水管网系统漏损智能化控制技术研究与应用[D]. 李燕京.青岛理工大学 2010
[8]供水管道漏失水力模型与实验研究[D]. 李日东.天津大学 2007
本文编号：2941837
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究技术路线
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文固体在流场作用下的各种行为以及固体的变形对流场的影响，这二模型[38]。对于承压给水管道，其供水形式主要为满管流，但管道的外实际的漏损过程中，随着管道裂口的产生，管道内部的流体通过裂口口在流体荷载的作用下会产生一定的形变，这就是最为典型的单向流39]。于流固耦合分析的建立框架如图 3-1 所示，其模型的建立主要分为流与分析、固态部分的建立与分析以及模型的整体分析。模型管道以及以及形变通过模块 A 来实现，模块 B 主要是 Fluent 流态部分[40]，由的应变以及应力变化是由管道内部流体压力的变化而造成的，因此可以求得内部流体的流速、压力等参数，模块 C 将模块 A 与模块 B 得管道漏口处各个物理参数的变化，从而得到漏口的压力、应力、应化规律。
图 3-2 残差收敛曲线图当流态模型经过 200 次迭代过程，得到管段内部流态的压力、流态等参数参数再导入 Geometry 模块进行漏点出应力、应变的分析。结构有限元的相关设置本次模型研究的管道主要选取一种典型给水有机塑料管 UPVC 管，并假漏损的过程中，漏口处发生的所有形变均为弹性形变。其固体结构的分析的弹性模量以及泊松比[41]，并从 Fluent 流态分析部分提取相应的流体压分析漏口出在压力情况下的各种力学变化。当得出失效管道在水压作用下的漏口处的应力和应变后，需对所建几何网格划分，格划分的质量对所建模型的好坏有决定性作用[42]。本次建模四面体网格划分（Tetrahedrons），主要是因为四面体网格划分可快速、自适用于任意几何体，在近似网格密度情况下，单元与节点数也都高于六面而且，四面体网格划分[43]（Tetrahedrons）在关键区域可使用曲度及近似完成自动细化网格，可使用膨胀完成实体边界附近网格的细化（即边界）。四面体网格划分（Tetrahedrons）有 Patch Comforming 四面体和 P.2
【参考文献】：
期刊论文
[1]IWA水量平衡应用于我国供水系统水量平衡分析[J]. 许月霞,张冰心,娄宁. 给水排水. 2016(03)
[2]基于ABAQUS的在役PCCP管道承载水压有限元分析[J]. 郁龙,赵新铭,胡少伟,陆俊,鲁文妍. 混凝土. 2015(10)
[3]液力变矩器叶片强度的分析研究[J]. 陶焜,王颖. 科技创新与生产力. 2014(11)
[4]热镀锌钢管渗漏失效分析[J]. 廖振华,张学彬,钟奇鸣. 理化检验(物理分册). 2013(08)
[5]湖北省供水产销差率调查及建议——兼议《城市供水管网漏损控制及评定标准》的不合理性[J]. 曾卓. 城镇供水. 2013(02)
[6]浅析压力管道管径和壁厚的选择[J]. 范晓琴. 盐业与化工. 2012(11)
[7]差分自回归移动平均模型预测管网漏损的研究[J]. 王丽娟,张宏伟. 中国给水排水. 2010(11)
[8]供水管网漏失模型研究[J]. 王丽娟,张宏伟. 中国给水排水. 2010(09)
[9]中国水资源及水价现状调研报告[J]. 周望军. 中国物价. 2010(03)
[10]管材和管径选择与供水管网漏损控制[J]. 罗海玲,付婉霞,张哲. 节能与环保. 2010(01)
博士论文
[1]基于信号处理算法的供水管网物理漏损流量分析模型研究[D]. 郑成志.哈尔滨工业大学 2015
硕士论文
[1]供水管网消毒剂腐蚀对管道漏损影响研究[D]. 姚芳.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于Kalman滤波理论的供水管网漏失分析研究[D]. 韩安杰.哈尔滨工业大学 2014
[3]供水管网在线监测漏失定位模型研究[D]. 涂敏.哈尔滨工业大学 2012
[4]多水源供水系统泵组优化控制漏失[D]. 陈晨.哈尔滨工业大学 2012
[5]城市供水管网漏损因素分析及控制[D]. 邓晓婷.太原理工大学 2012
[6]城市供水管网爆管预警模型研究[D]. 李楠.太原理工大学 2012
[7]供水管网系统漏损智能化控制技术研究与应用[D]. 李燕京.青岛理工大学 2010
[8]供水管道漏失水力模型与实验研究[D]. 李日东.天津大学 2007
本文编号：2941837
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