Моделирование вероятностного распределения расходов в водопроводных сетях - Магистерская работа

Глава 1. Анализ и обобщение существующих результатов 1.1 Анализ ранее выполненных отечественных и зарубежных исследований по проблеме связанной с разработкой методов математического моделирования трубопроводных сетей 1.2 Определение ранее предложенных методов моделирования реальным условиям 1.3 Анализ существующих методов оптимизации инженерных сетей, описание их показателей 1.4 Недостатки при учете вероятностного характера потребления воды 1.5 Пути решения проблемы Глава 2. Методика проведения исследования 2.1 Проведение численных исследований с построением графиков и таблиц по выбору приемлемых моделей вероятностных процессов потребления воды 2.2 Моделирование случайного процесса изменения структуры инженерной сети 2.3 Имитационное моделирование инженерных сетей. Оценка точности математической модели 2.4 Разработка и составление алгоритмов и программ имитационного моделирования Выводы Глава 3. Экспериментальная часть 3.1 Вероятностное потокораспределение при различных состояниях структуры сети 3.2 Программное обеспечение расчета требуемых характеристик источников питания Выводы Общие выводы Литература Ведение Обеспечение всемерной экономии всех видов материальных и энергетических ресурсов, является основной задачей развития науки, техники и технологий в нашей стране, поставленной решениями Президента и Правительства Республики Узбекистан для преодоления Всемирного финансово-экономического кризиса [1]. Весьма актуальна эта задача и для трубопроводных инженерных сетей и систем тепло-, водо-, газоснабжения городов страны, протяженность которых и объемы транспортируемых целевых продуктов (водо, тепло, газ) неуклонно возрастают с ростом освоения природных ресурсов и увеличением численности населения, что приводит к крупным затратам капитальных вложений и значительным расходам электроэнергии, достигающим в этих системах нескольких процентов суммарной выработки электроэнергии в Республике. Эффективность проектных работ для создаваемых, расширяемых и реконструируемых трубопроводных инженерных сетей, а также эффективность оперативного управления их функционированием в условиях автоматизации технологических процессов в значительной мере зависят от достоверности используемых на всех этапах проектирования и эксплуатации математических моделей потокораспределения, являющихся базой для выработки различных управляющий воздействий в инженерных сетях, для их параметрической оптимизации. Цель исследования заключается: в разработке имитационной модели потокораспределения в трубопроводных инженерных сетях, обеспечивающей связь между параметрами вероятностных процессов потребления воды в узлах сети и параметрами функций распределения вероятности потоков в пассивных и активных элементах сетей. Разработка имитационной модели в инженерных сетях, а также соответствующих алгоритмов и программ для ЭВМ. 2. Разработка алгоритмов и программ имитационного моделирования инженерных сетей в нормальных условиях и при отказах пассивных элементов схемы. 3. Проведение численных экспериментов для оценки сходимости результатов математического и имитационного моделирования стохастического потокораспределения при нормальных и аварийных состояниях пассивных элементов. 4. Научная новизна проведенных исследований заключается в построении имитационной модели потокораспределения в трубопроводных инженерных сетях эффективной в широком диапазоне изменения многомерного случайного вектора нагрузок в узлах сети и обеспечивающей достоверное определение параметров функций распределения вероятности потоков в активных и пассивных элементах сети. При этом показывается что в существующих методах полностью игнорируется реальный вероятностный характер изменения нагрузок потребителей воды при определении значений установившегося потокораспределения с целью выработки воздействий на функционирование системы. Во второй главе рассмотрены вопросы по методике проведения исследования вероятностного моделирования случайных процессов изменения параметров окружающей среды, дан алгоритм моделирования процессов потребления целевого продукта предназначенных для использования в составе общего алгоритма имитационного моделирования вероятностного потокораспределения. Для правильного выбора характеристик активных источников следует найти такую функцию распределения вероятности требуемых давлений, насосных компрессорных станциях, которая сможет совокупно учесть и случайный характер изменения нагрузок в узлах, и случайные потоки отказов пассивных элементов. В результате работ которых в настоящее время ряд моделей широко используется в практике проектирования и эксплуатации. В работах А.Г.Евдокимова[7], при разработке моделей алгоритмов оперативного управления инженерными сетями введено разделение трубопроводных систем энергетики на подсистемы, включающие собственно инженерные сети и объекты окружающей среды, к которым относятся источники и потребители воды. Такое разделение весьма удобно и для целей настоящей работы, так как позволяет отдельно ставить и решать задачи имитационного мо