Hidraulički proračun mreža pod pritiskom primenom TRIBAL-∆Q metode
Чланак у часопису (Објављена верзија)
Метаподаци
Приказ свих података о документуАпстракт
Za potrebe modeliranja mreža pod pritiskom u praksi se
najĉešće koristi EPANET softver, globalno priznat kao
pouzdan i robustan. EPANET koristi formulaciju
osnovnih jednaĉina koje opisuju teĉenje u mrežama pod
pritiskom poznatu kao metoda ĉvorova, za ĉije
rešavanje se primenjuje metoda globalnog gradijenta
(Global Gradient Algorithm – GGA). Alternativna
formulacija metodi ĉvorova jeste formulacija metode
prstenova (ΔQ metoda). Osnovna prednost formulacije
metode prstenova je znaĉajno manji broj nepoznatih
veliĉina, što proizilazi iz ĉinjenice da realne mreže
imaju znatno manje prstenova nego ĉvorova. Osnovni
nedostatak je neophodna identifikacija prstenova u
mreži koja nije jednoznaĉna. U ovom radu je
predstavljena nova metoda za hidrauliĉki proraĉun
mreža pod pritiskom (TRIBAL–ΔQ), zasnovana na
novom algoritmu za brzu identifikaciju prstenova u
mreži (TRIBAL) i efikasnoj implementaciji ΔQ metode
za rešavanje osnovnih jednaĉina sistema. Cilj
predstavljene metode je d...a iskoristi oĉigledne prednosti
formulacije metode prstenova i prevaziĊe poteškoće
procesa identifikacije prstenova postojećih metoda
baziranih na istoj formulaciji. TRIBAL–ΔQ metoda je
testirana na ĉetiri primera realnih mreža razliĉite
topologije i složenosti. Poseban akcenat je dat poreĊenju
brzine proraĉuna TRIBAL–ΔQ metode sa GGA
metodom implementiranom u EPANET. Rezultati
ilustruju da, iako zahteva veći broj iteracija za
konvergenciju, nova TRIBAL–ΔQ metoda ostvaruje
istu preciznost proraĉuna uz bolju numeriĉku stabilnost
sa znaĉajnom uštedom raĉunarskog vremena.
The most popular software for hydraulic analysis of
pressurized water distribution networks nowadays is
EPANET, globally recognized as reliable and robust.
EPANET uses node-based formulation of governing
equations and employs Global Gradiet Algorithm
(GGA) to solve hydraulics of the network. Alternative
formulation to the node-based one is the loop-flow
formulation of governing equations, also known as the
ΔQ method. Main advantage of the loop-flow
formulation is significantly lower number of unknowns
to solve for, coming from the fact that real-sized
networks typically have far less loops than nodes. Main
drawback is the need to identify loops in the network, a
task with multiple alternative solutions and proven to be
cumbersome. This paper presents new TRIBAL-ΔQ
method for hydraulic simulation in pressurized water
distribution networks, based on the new algorithm for
identification of loops in the network (TRIBAL) and
more efficient implementation of loop-flow metho...d for
hydraulic simulation (ΔQ). Main goal of presented
method is to exploit obvious advantages of the loopflow method and overcome main drawbacks identified
in similar researches. TRIBAL-ΔQ method is tested on
four networks varying in topology and complexity.
Focus of research is on a comparison of computational
efficiency of TRIBAL-ΔQ based solver with GGA
based solver implemented in EPANET. Results indicate
that TRIBAL-ΔQ based solver is significantly
computationally faster than GGA based one, equally
accurate and has slightly better numerical stability
Кључне речи:
hydraulic symulation / ΔQ method / hidrauliĉki proraĉun / ΔQ metodaИзвор:
Vodoprivreda, 2021, 53, 311-312, 107-118Издавач:
- Srpsko društvo za odvodnjavanje i navodnjavanje