文档介绍：同济大学环境科学与工程学院
硕士学位论文
给水管网单目标多工况优化设计的研究与应用
姓名:张增荣
申请学位级别:硕士
专业:市政工程
指导教师:刘遂庆
20080301
摘要的瓺开发工具——⒘为贯彻执行国家“建设资源节约型社会”的发展路线,给水管网的优化设计问题越来越富有战略意义。在满足各种约束条件的前提下,实现管网投资和运行年费用折算值的最小化,一直是给水领域的研究热点之一。现有的给水管网单目标刂妇眯阅勘或多目标优化模型,一般都是基于最高日最高时单一工况,没有考虑平均日用水、消防、事故等其它工况,所得的优化结果往往不能满足其它工况下的特殊约束条件,不具有全局可行性,因此不属于全局优化范畴;另外,除了经济性目标以外,其它目标均是难以量化的,因此建立多目标优化模型的条件尚未成熟;再者,虽然进行管网水力、水质模拟的软件很多,但尚未出现一种专门进行给水管网优化设计的通用软件。据此,建立给水管网单目标多工况的优化设计模型,并开发一种通用的给水管网优化设计软件是一项具有现实意义和经济效益的研究课题。本文分别从给水管网优化设计模型和模型的求解算法两方面展开,介绍了各自的发展历史和研究现状,在国内外已有研究的基础上,提出了在满足管网各个用水工况不同的约束条件基础上,以管网造价和泵站运行费用之和的管网年费用折算值最低为单一目标的给水管网单目标多工况优化设计数学模型,并利用排序选择的遗传算法求解该模型。通过一个简单的给水管网算例,提出了进行给水管网单目标多工况优化的必备条件和假设前提,并建立起了一套给水管网单目标多工况的优化流程,将这一流程应用到一个工程实例管网,达到了较为满意的优化根据给水管网单目标多工况优化模型和排序选择的遗传算法理论,,具有界面友好、支持多种文件格式和.、计算速度较快等优点,具有较关键词:给水管网,优化设计,单目标多工况优化模型,遗传算法,排序选择,软件设计效果。好的应用前景。
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雍七曾象倭嗽翵哥学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版;在不以赢利为目的的前学位论文作者签名:提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。经指导教师同意,本学位论文属于保密,在年解密后适用本授权书。指导教师签名:年月日
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第滦髀研究背景及意义在近代历史中,随着人类居住和生产的城市化进程,给水工程已经发展成为城市建设和工业生产的重要基础设施,成为人类生命健康安全和工农业科技与生产发展的基础保障。给水工程是城镇和工矿企业建设的重要组成部分,建设投资巨大。据国内外统计资料表明】,城市人均综合需水量ㄉ睢⒐∷⒏砗透芡低车戎苯咏ㄉ投资费用嘉R虼耍钦蚋こ痰慕ㄉ枞司蹲识钗左右。同时,给水工程设施的运行、维护和管理费用也很高,建设和运行给水系统需要相当昂贵的代价。年月,党的十六届五中全会召开,会议提出了“建设资源节约型社会”的奋斗目标。鉴于此,同年由中国城镇供水协会主编的《城市供水行业年技术进步发展规划及年远景目标》中将“优化供水成本”列入技术进步目标与任务的要点之一【俊在整个给水系统中,给水管网是供水到用户的重要环节,给水管线需要遍布整个给水区域,管网投资大,往往占到整个给水工程建设总投资的~左右”诵卸Ψ延煤腿粘N薹延靡彩枪┧笠翟诵谐杀镜闹饕W槌刹糠帧T诠程资金投入有限的情况下,需要进行管网系统优化设计,寻求满足水量和水压要求,且能使整个系统的造价最低、可靠性最高的设计方案。通常一个完整的给水管网系统设计过程包括规划、设计和运行管理三个阶段9婊锥沃饕=泄芡芍Ч芟叩牟贾茫η笕范ü芡艹ざ茸疃袒蛲蹲首小的最佳管网结构形式。设计阶段以最优管网布置形式为依据,