校企合作畢業(yè)設(shè)計(jì)

城市供水管網(wǎng)壓力實(shí)時(shí)分布狀態(tài)計(jì)算方法構(gòu)建與驗(yàn)證

能源與動(dòng)力工程

資助企業(yè): 長(zhǎng)沙九州鴻云網(wǎng)絡(luò)科技有限公司

資助年份: 2025

企業(yè)導(dǎo)師: 姚更清

指導(dǎo)教師: 何創(chuàng)新、毛曉軍

項(xiàng)目成員: 周王嵐、羅維祺

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項(xiàng)目簡(jiǎn)介

項(xiàng)目概述

該項(xiàng)目結(jié)合企業(yè)層面智慧泵站與城市供水一體化智慧管理的需求期望構(gòu)建實(shí)現(xiàn)針對(duì)城市管網(wǎng)系統(tǒng)完成全局動(dòng)態(tài)壓力監(jiān)測(cè)與漏損反饋的仿真計(jì)算平臺(tái)。通過(guò)CFD方法構(gòu)建典型管道部件仿真,基于Simulink仿真平臺(tái)構(gòu)建整體管網(wǎng)模型,并從CFD計(jì)算結(jié)果中提取多種部件的損失系數(shù)信息提供給Simulink管網(wǎng)模型,用以替換損失系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式,提高計(jì)算準(zhǔn)確度;同時(shí)利用數(shù)據(jù)同化方法,以實(shí)際管網(wǎng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng),優(yōu)化湍流模型和整體管網(wǎng)模型參數(shù),使仿真計(jì)算結(jié)果貼合實(shí)際管網(wǎng)工作狀態(tài)。


項(xiàng)目目標(biāo)

(1)保證管網(wǎng)部件損失系數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確,為整體管網(wǎng)仿真提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),確保計(jì)算結(jié)果能符合實(shí)際工況下的流動(dòng)狀態(tài)以及損失情況;

(2)構(gòu)建整體管網(wǎng)計(jì)算模型,以有限實(shí)際測(cè)點(diǎn)壓力數(shù)值為輸入,求解控制方程,反饋任意點(diǎn)處壓力數(shù)值,實(shí)現(xiàn)對(duì)管網(wǎng)的全局壓力求解;

(3)保證管網(wǎng)模型計(jì)算結(jié)果盡可能符合實(shí)際情況,避免引入過(guò)多理想化假設(shè),以確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性

(4)管網(wǎng)計(jì)算模型需能通過(guò)計(jì)算結(jié)果反饋泄漏位置等信息;


項(xiàng)目成果

(1)使用CFD方法充分考慮了實(shí)際流動(dòng)狀態(tài)對(duì)管件壓力損失的影響,構(gòu)建了管件壓力損失系數(shù)與各影響因素的函數(shù)關(guān)系;

(2)構(gòu)建了簡(jiǎn)易管網(wǎng)計(jì)算工況,驗(yàn)證了使用數(shù)據(jù)同化方法優(yōu)化計(jì)算模型系數(shù)的設(shè)計(jì)方案可行性與計(jì)算精度;

(3)構(gòu)建了復(fù)雜管網(wǎng)的仿真測(cè)試,模擬少測(cè)點(diǎn)情況下,通過(guò)累積多工況數(shù)據(jù)將參數(shù)核驗(yàn)的欠定問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定解問(wèn)題,提高模型計(jì)算精度;

(4)搭建了城市管網(wǎng)面向真實(shí)運(yùn)行環(huán)境的仿真系統(tǒng),通過(guò)核驗(yàn)管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)需水量,找出節(jié)點(diǎn)或管段的漏損位置;


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