检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：梁燚清华大学

学位级别：硕士

随着用水规模的增加和管道使用年限的增加,供水管网暴露出严重的水量损失问题,最明显的就是频繁的爆管问题。在“数字城市”的大背景之下,供水信息化建设的过程中,很多供水企业已经积累了大量的供水管网基础数据,这些数据需要合理的水... 详细信息

随着用水规模的增加和管道使用年限的增加,供水管网暴露出严重的水量损失问题,最明显的就是频繁的爆管问题。在“数字城市”的大背景之下,供水信息化建设的过程中,很多供水企业已经积累了大量的供水管网基础数据,这些数据需要合理的水力和水锤模型进行分析。国外水锤模型的应用已经非常成熟,并且出现大量成熟的商业软件,而国内的研究起步晚,现在的研究多出现在拓扑关系简单的长距离输水系统,对于市政复杂供水管网的水锤模型研究较少。本文利用研究片区市政管网的GIS信息和积累的日常管理信息,建立现实管网的微观水力模型,利用SCADA监测数据和人工测压数据,对管网进行校核,建立符合校核标准、可以运用的水力模型。通过对水力模型进行分支去除、相似管管合并、内置隔离阀替代等方式进行模型简化,建立管网水锤模型。本文设计实验管网对复杂管网不同工况下水锤现象进行定性研究,利用100Hz的压力传感器采集压力数据,采集数据通过ZigBee无线传输到电脑。实验管网进行稳态、停泵、启泵、停启泵、开阀、关阀、关开阀、流量调节八种工况的模拟,分析这些工况下管网中两个测点的压力变化,得出复杂管网系统中的水锤特性。通过数据分析得出管网管理合理建议,通过聚类分析对爆管事故进行分类。利用水锤模型,选择研究片区两条道路作为主要研究对象,通过水厂3#泵停泵、4#停泵、两台水泵同时停泵、出厂阀门关闭时间30s、60s、90s、120s七种工况的模拟结果,分析管道中压力的变化,找出研究对象出现高压和负压的位置。停泵工况受拓扑关系影响产生水锤效果差异较大,关阀工况在90s之后达到安全要求。根据多工况模拟的结果,利用AHP方法结合管网爆管的水力因素和水锤因素对研究对象管道危险性进行评价。最后结合两个实际工程案例,提出研究片区管网水锤防护改造方案,制定阀门更换工程的关阀方案,并且对阀门关闭前后的水力现象进行分析。本文系统介绍了水力模型和水锤模型建立过程,设计实验研究复杂管网水锤特性,并利用模型对管网水锤进行分析、评价,最终运用于实际工程。市政管网水锤模型的探索能为今后供水管网安全管理提供有力工具,具有重要意义。

关键词：给水管网瞬变流模型风险分析水锤防护

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基于多尺度卷积神经网络的管道泄漏检测模型研究

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水利学报 2023年第2期54卷 220-231页

作者：谭震郭新蕾李甲振郭永鑫潘佳佳中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038

如何有效检测管道泄漏是节水型社会建设迫切需要解决的关键和热点问题之一。近年来基于深度学习的管道泄漏检测方法发展迅速,本文针对传统单尺度卷积神经网络对泄漏特征提取不充分的问题,提出一种基于多尺度一维卷积神经网络(MS1DCNN)... 详细信息

如何有效检测管道泄漏是节水型社会建设迫切需要解决的关键和热点问题之一。近年来基于深度学习的管道泄漏检测方法发展迅速,本文针对传统单尺度卷积神经网络对泄漏特征提取不充分的问题,提出一种基于多尺度一维卷积神经网络(MS1DCNN)的管道系统泄漏检测模型。该方法利用多个不同卷积尺度的卷积通路并行提取管道泄漏的特征并进行泄漏信息的分类预测。基于经典的管道系统布置,利用瞬变流模型生成管道泄漏工况下的三个水压数据集对模型进行验证,三个数据集分别用于预测管道的泄漏位置、泄漏量和非恒定摩阻系数,对应样本数为39601、3980、4900,并将预测结果与其他深度学习方法和传统的机器学习方法进行对比分析。结果表明:MS1DCNN模型对数据集样本下泄漏位置、泄漏量、非恒定摩阻系数的分类准确率达到99.96%、98.48%、100%,三者平均预测精度比传统一维卷积神经网络(1DCNN)、BP神经网络、支持向量机(SVM)和k近邻算法(KNN)提高0.31%、2%、1.27%、22.8%;MS1DCNN在信噪比为-4~12 dB的噪声环境下各数据集的平均F_(1)分数分别为99.2%、97.02%、100%,三者平均值分别比1DCNN、BP、SVM、KNN模型提高0.61%、2.3%、2.78%、28.59%,证明了MS1DCNN模型的预测性能。本文方法在管道泄漏参数、非恒定摩阻的同步预测方面有一定的潜力。

关键词：管道泄漏检测瞬变流模型非恒定摩阻系数多尺度泄漏特征卷积神经网络

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深隧二三级管道入流方式及管径大小与瞬变流灾害的关系研究

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水利规划与设计 2022年第10期 97-101,110页

作者：李鹏程上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092

深层排水调蓄隧道是指埋设在地下深层空间、用于调蓄/输送雨水或合流污水的大型隧道,一般由主隧、二三级管道及入流竖井组成。在实际运行中,水流从二三级管道进入竖井跌入主隧时,其压力、流量将在极短的时间内发生变化,并带来一系列工... 详细信息

深层排水调蓄隧道是指埋设在地下深层空间、用于调蓄/输送雨水或合流污水的大型隧道,一般由主隧、二三级管道及入流竖井组成。在实际运行中,水流从二三级管道进入竖井跌入主隧时,其压力、流量将在极短的时间内发生变化,并带来一系列工程风险。为控制风险,文章以A排水系统为例,利用ITM(Illinois Transient Model)模型研究了二三级管道特征与瞬变流灾害的关系,研究表明直接进入竖井优于倒虹进入,且二三级管道管径的大小与瞬变流的发生关系密切,二三级管道缩径后,将产生明显的瞬变流灾害。研究可为深隧的设计及安全运行提供参考。

关键词：深层排水调蓄隧道二三级管道入流方式管径瞬变流模型

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基于非恒定摩阻的管道泄漏数值模拟

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水动力学研究与进展（A辑） 2018年第5期33卷 627-634页

作者：张巧玲常维宁杨振东李国栋李珊珊西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048

输水管道的泄漏事故时有发生,而传统恒定摩阻模型无法精细描述泄漏时瞬变水击压力波的畸变和衰减过程,对管道泄漏检测非常不利。基于此,该文建立了考虑非恒定摩阻的管道瞬变流模型,对比了有无泄漏时非恒定摩阻对瞬变流动规律的影响,并... 详细信息

输水管道的泄漏事故时有发生,而传统恒定摩阻模型无法精细描述泄漏时瞬变水击压力波的畸变和衰减过程,对管道泄漏检测非常不利。基于此,该文建立了考虑非恒定摩阻的管道瞬变流模型,对比了有无泄漏时非恒定摩阻对瞬变流动规律的影响,并对不同泄漏量和不同泄漏位置时管道泄漏的流量、压力参数变化进行了研究,为瞬变泄漏检测提供了理论指导和支持。模拟结果表明,非恒定摩阻不仅会加快水击压力波的衰减,也会引起相位的改变;泄漏点的存在会引起压力信号产生畸变,且畸变程度随泄漏流量和泄漏位置的变化有所不同。

关键词：泄漏检测非恒定摩阻管道泄漏数值模拟瞬变流模型

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四川盆地元坝气田低压地层井漏引发套管变形的瞬态动力学研究

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天然气工业 2015年第5期35卷 66-72页

作者：沈琛中国石油化工股份有限公司天然气工程项目管理部

四川盆地元坝气田某新钻超深井完井过程中,因封隔三叠系石灰岩井段的厚壁套管段和镍基合金套管段出现长井段、大尺度变形的现象而被迫侧钻新井眼,因而有必要对超深井常规钻完井工艺的适应性进行重新认识。为此,依据该井井筒条件和现场... 详细信息

四川盆地元坝气田某新钻超深井完井过程中,因封隔三叠系石灰岩井段的厚壁套管段和镍基合金套管段出现长井段、大尺度变形的现象而被迫侧钻新井眼,因而有必要对超深井常规钻完井工艺的适应性进行重新认识。为此,依据该井井筒条件和现场施工数据,从动力学角度分析了低压地层井漏引发的井筒压力场变化,进而描绘了不同时间井筒内外压差的变化规律,从理论上揭示出发生该复杂情况的根本原因:低压地层瞬时漏失产生的压力波,将导致井下封闭空间内的压力重新分布,进而导致局部低压区附近的套管被压溃。据此对避免此类工程复杂提出了具体建议:①对裸眼完井、衬管完井或已射孔井采取井下封闭套管作业时,应考虑井漏对套管的潜在损害;②慎重选择井下封闭点与封闭方式,封闭点宜选择在固井质量较好的井段,或尽量选择靠近套管鞋的位置;③封闭方式除采用水泥塞外,也可以考虑使用机械桥塞封闭。结论指出,良好的固井质量对于预防该类套管变形有着重要的作用。

关键词：四川盆地元坝气田超深井套管变形井漏水击波瞬变流模型

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缝隙中脉动压力传播模型的进一步探讨

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水利学报 2015年第5期46卷 626-630页

作者：李爱华朱江李成华中国石油大学(华东) 山东青岛266580

高坝下游冲坑的形成发展以及水垫塘底板块的揭底破坏与河床岩石裂隙、衬砌底板缝隙中脉动压力的传播、叠加作用密切相关。缝隙中脉动压力的传播模型有渗流模型、振荡流模型以及瞬变流模型。理论分析证明:3种模型是从不同的动力分析角度... 详细信息

高坝下游冲坑的形成发展以及水垫塘底板块的揭底破坏与河床岩石裂隙、衬砌底板缝隙中脉动压力的传播、叠加作用密切相关。缝隙中脉动压力的传播模型有渗流模型、振荡流模型以及瞬变流模型。理论分析证明:3种模型是从不同的动力分析角度研究脉动压力的传播规律,适用于不同的冲刷阶段,但3种模型从根本上是统一的。渗流模型适用于缝隙堵塞较为严重的情况;当缝隙贯通后,水力瞬变作用显著,产生脉动上举力,应用瞬变流模型进行分析更为合理;而当块体在坐穴中做随机振动时,适用于采用振荡流模型。

关键词：脉动压力渗流模型振荡流模型瞬变流模型

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岩石裂隙中水流脉动压力传播的数值模拟

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水利水电科技进展 2015年第4期35卷 24-27页

作者：李爱华朱江中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580

为了分析网络结构对裂隙水体内脉动压力传播规律的影响,引入蒙特卡罗模拟方法,通过数值模拟得到与天然裂隙网络在统计上相似的仿真裂隙网络,以此作为裂隙水的赋存空间,建立一维瞬变流模型,对脉动压力在裂隙网络中的传播进行数值模拟,得... 详细信息

为了分析网络结构对裂隙水体内脉动压力传播规律的影响,引入蒙特卡罗模拟方法,通过数值模拟得到与天然裂隙网络在统计上相似的仿真裂隙网络,以此作为裂隙水的赋存空间,建立一维瞬变流模型,对脉动压力在裂隙网络中的传播进行数值模拟,得出裂隙水中脉动压力传播的非定常时间过程,以及裂隙网络中压力脉动强度的空间分布云图。模拟结果表明,岩体裂隙网络中脉动压力的传播具有显著的各向异性,裂隙中各点的瞬时脉动压力是由该点所衔接(尤其是直接衔接)的裂隙线元的水力瞬变作用以及裂隙入口干扰源、裂隙末端反射源三者共同作用的结果。

关键词：脉动压力裂隙网络蒙特卡罗方法瞬变流模型数值模拟

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大伙房水库输水(二期)工程水力过渡过程分析

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东北水利水电 2011年第3期29卷 8-10,23页

作者：李爱华中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266555

根据大伙房输水工程布置特点,对输水系统加压泵站不同阀门启闭运行条件下,输水管道内的最大水锤正压和最大水锤负压进行数值研究,考察工程运行安全指标并提出合理的优化设计方案。采用瞬变流模型方程,运用Fortran程序语言编制程序,对水... 详细信息

根据大伙房输水工程布置特点,对输水系统加压泵站不同阀门启闭运行条件下,输水管道内的最大水锤正压和最大水锤负压进行数值研究,考察工程运行安全指标并提出合理的优化设计方案。采用瞬变流模型方程,运用Fortran程序语言编制程序,对水力过渡过程进行数值分析计算。最终给出不同运行工况下阀门启闭方式的推荐方案,并基于各稳压塔溢流量给出稳压塔的修正设计方案。

关键词：瞬变流模型水力过渡数值分析大伙房输水工程

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黄河“揭河底”判别指标理论研究及验证

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水利学报 2010年第6期40卷 727-731,738页

作者：江恩惠李军华赵连军曹永涛黄河水利科学研究院水利部黄河泥沙重点实验室河南郑州450003 中国水利水电科学研究院北京100048

在广泛的原型调研及模型试验研究基础上,作者认为,河床淤积物层理结构中胶泥层(块)的存在为"揭河底"发生提供了必要的前期条件,而高含沙洪水期水流作用于胶泥块引起上下表面脉动压力波传播速度不同形成瞬时上举力,是发生"... 详细信息

在广泛的原型调研及模型试验研究基础上,作者认为,河床淤积物层理结构中胶泥层(块)的存在为"揭河底"发生提供了必要的前期条件,而高含沙洪水期水流作用于胶泥块引起上下表面脉动压力波传播速度不同形成瞬时上举力,是发生"揭河底"现象的直接原因。本文基于"揭河底"发生时的力学关系分析,创新性地利用瞬变流模型,建立了"揭河底"现象发生的临界判别指标;通过开展的"揭河底"室内模拟试验,确定了临界指标中的系数K值,并利用跟随性较强的模型试验资料及黄河小北干流放淤输沙渠资料及黄河龙门站资料对公式进行了验证,结果吻合较好。该成果为天然河道中"揭河底"现象的预测预报提供了理论支撑。

关键词：揭河底瞬变流模型判别指标固结黏性土泥沙起动

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复杂裂隙网络内冲击射流脉动压力传播过程数值研究

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四川大学学报（工程科学版） 2009年第5期41卷 36-41页

作者：李爱华刘沛清许唯临中国石油大学(华东)石油工程学院山东东营257061 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

引入高坝下游基岩复杂裂隙网络结构,对裂隙网络内冲击射流脉动压力的传播过程和机理展开数值研究。应用蒙特卡洛方法,建立河床岩体仿真裂隙网络内脉动压力的瞬变流传播模型。数值模拟得出各裂隙线元内的瞬时脉动压力时间过程,以及脉动... 详细信息

引入高坝下游基岩复杂裂隙网络结构,对裂隙网络内冲击射流脉动压力的传播过程和机理展开数值研究。应用蒙特卡洛方法,建立河床岩体仿真裂隙网络内脉动压力的瞬变流传播模型。数值模拟得出各裂隙线元内的瞬时脉动压力时间过程,以及脉动压力强度的空间分布云图。结论认为:点脉动压力的瞬时分布是各裂隙线元内的压力波传播、反射并叠加的结果,具有显著地各向异性特性。脉动强度基本服从正态分布。频谱分析得出点脉动压力不仅和岩体控制体外部施加的干扰脉动有关,而且和与此点相衔接的线元、以及通过其他线元与此点相贯通的线元的几何、物理特性有关。

关键词：脉动压力蒙塔卡洛方法裂隙网络瞬变流模型

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