Использование решения задачи потокораспределения для анализа водо-снабжения города
Дипломная работа - Математика и статистика
Другие дипломы по предмету Математика и статистика
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Механико-математический факультет
Кафедра информатики и вычислительной математики
Специальность Прикладная математика и информатика
Использование решения задачи потокораспределения для анализа водоснабжения города
Дипломная работа
Выполнила студентка
5 курса 1251 группы
Симдянкина Елена Николаевна
___________________
(подпись)
Научный руководитель
старший преподаватель
Борисова С.П.
___________________
(подпись)
Допустить к защитеРабота защищена
Зав. кафедрой_____________2006г.
д-р ф.-м.наук, профессор
Степанов А.Н.Председатель ГАК
_____________________________________
____________2006г.___________________
___________________
Самара 2006
Содержание
Введение3
1 Постановка задачи4
1.1Теория графов4
1.2Математическая постановка задачи4
2 Методы решения задачи потокораспределения6
2.1Устройство гидравлических сетей6
2.1.1 Примеры гидравлических сетей6
2.1.2 Системы водоснабжения6
2.2Обзор методов решения8
2.2.1 Графические и аналитические методы9
2.2.2 Алгебраический и экстремальный подходы
к расчету потокораспределения10
2.2.3 Методы поконтурной и поузловой увязки
и их модификации11
3 Программная реализация решения задачи потокораспределения
в гидравлических сетях16
3.1Описание программы16
3.2Вычислительный эксперимент20
Заключение23
Список литературы24
Приложение А25
Приложение Б26
Введение
Системы, осуществляющие централизованное снабжение рассредоточенных потребителей электрической и тепловой энергией, топливом, водой или какой-либо другой транспортируемой средой, имеет огромное значение в энергетике, коммунальном и водном хозяйствах и в других отраслях.
Они представлены весьма широким спектром объектов, различающихся назначением, масштабностью, принципами построения, физической сущностью процессов функционирования и т.д.
К ним относятся: глобальные системы, такие как электроэнергетическая и газоснабжающая система страны; межрегиональные (объединенные энергосистемы, магистральные нефте- и газопроводы, системы каналов и групповые водопроводы для переброски вод и обводнения больших территорий); системы электро-, тепло -, водо- и газоснабжения городов и промышленных центров; системы отопления, вентиляции и другие.
Гидравлические и, в частности, трубопроводные системы играют весьма существенную роль в экономике страны. Только стальных труб в России ежегодно используется более 20 млн.т.[1] При этом наряду с бурным ростом магистрального трубопроводного транспорта нефти, газа и воды на расстояние в сотни и тысячи километров основное место занимают трубопроводные системы коммунального и промышленного назначения.
Многие задачи расчета гидравлических систем фактически можно свести к одной математической постановке, что дает возможность существенно повысить уровень и практическую эффективность применения математических методов и вычислительных машин.
Достаточно полно теория гидравлических сетей изложена в работах [1],[3],[8].
Данные факторы, а именно: народнохозяйственная важность гидравлических систем и их многообразие, с одной стороны, а также принципиальная общность математических моделей и алгоритмов для их расчета и оптимизации, с другой вызвали огромный поток математических и отраслевых работ, во многом дублирующих друг друга.
Систематизация, обобщения исследований работ по данной теме были даны А.П.Меренковым и В.Я.Хасилевым в работе Теория гидравлических цепей.[19]
Моделирование гидравлических сетей, является важной задачей в процессе наладки сложных трубопроводов, а также при управлении существующими гидравлическими системами. Модели, описывающие такие сети с большим количеством участков, представляют собой системы нелинейных уравнений большой размерности. В силу возрастающей сложности реальных объектов постоянно требуется совершенствование старых и разработка новых методов их моделирования и расчета. Еще более актуальной данная задача становится в рамках перехода от задач эффективного управления (поскольку огромное количество гидравлических сетей уже построено и эксплуатируется.) к задачам проектирования трубопроводных систем (для создания новых высокоэффективных гидравлических сетей). При этом на первый план выходят более сложные задачи эффективного управления существующими трубопроводными сетями. При проектировании гидравлических сетей населенного пункта или промышленного предприятия, необходимо учитывать, что все потребители должны обеспечиваться водой в заданном количестве и с требуемым напором.
Целью данной дипломной работы было применение метода поузловой увязки для решения задачи потокораспределения в гидравлических сетях для эффективного управления существующими трубопроводными сетями и проектирования новых трубопроводных систем. В связи с этим в данной работе необходимо б?/p>