上海勘测设计研究院有限公司廖子元获国家专利权
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龙图腾网获悉上海勘测设计研究院有限公司申请的专利一种有压管网爆管瞬变流压力状态确定方法、装置及介质获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120257597B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510325418.8,技术领域涉及:G06F30/20;该发明授权一种有压管网爆管瞬变流压力状态确定方法、装置及介质是由廖子元;郭亚丽设计研发完成,并于2025-03-19向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种有压管网爆管瞬变流压力状态确定方法、装置及介质在说明书摘要公布了:本发明涉及市政工程技术领域,公开了一种有压管网爆管瞬变流压力状态确定方法、装置及介质,本发明通过计算待模拟爆管事件的拉普拉斯频域变量,能够将有压管网爆管事件从时域转换到频域进行分析,避免了传统方法中对时间和空间的插值操作,减少了大量的计算和内存负担,并且不同频率上的解相互独立,可采用并行计算,从而大幅提升了计算效率。进一步,通过构建初始水力边界条件,准确地描述了爆管事件发生时各节点的水力状态,进而分别进行爆管前和爆管后的稳态水力模拟,保障了模拟结果的准确性。最后,通过构建并求解有压管网瞬变流频域方程,使得到的有压管网爆管瞬变流压力变化时间序列的精度逼近MOC的同时,大幅度提高了计算的效率。
本发明授权一种有压管网爆管瞬变流压力状态确定方法、装置及介质在权利要求书中公布了:1.一种有压管网爆管瞬变流压力状态确定方法,其特征在于,所述方法包括: 获取有压管网系统的管网参数集、待模拟爆管事件的时间段和时间间隔,所述管网参数集包括多个管道参数、多个定流节点参数、多个定压节点参数和多个孔口出流节点参数; 根据所述时间段和所述时间间隔,计算所述待模拟爆管事件的拉普拉斯频域变量; 根据所述管网参数集构建各节点在所述待模拟爆管事件中的初始水力边界条件; 根据所述管网参数集分别进行爆管前和爆管后的稳态水力模拟,得到爆管前的多个节点稳态向量、多个第一管段稳态向量以及爆管后的多个第二管段稳态向量; 根据所述管网参数集、所述拉普拉斯频域变量、多个所述水力边界条件、所述多个节点稳态向量、所述多个第一管段稳态向量和所述多个第二管段稳态向量,构建有压管网瞬变流频域方程; 对所述有压管网瞬变流频域方程进行求解并确定有压管网爆管瞬变流压力变化时间序列,所述有压管网爆管瞬变流压力变化时间序列用于反映有压管网爆管瞬变流压力变化状态; 其中,根据所述管网参数集、所述拉普拉斯频域变量、所述多个所述水力边界条件、所述多个节点稳态向量、所述多个第一管段稳态向量和所述多个第二管段稳态向量,构建有压管网瞬变流频域方程,包括: 根据所述管网参数集构建管网关联矩阵; 根据所述管网参数集、所述拉普拉斯频域变量、所述多个节点稳态向量、所述多个第一管段稳态向量和所述多个第二管段稳态向量,构建管段双曲函数向量和管段阻抗向量; 根据所述管网关联矩阵、所述多个所述水力边界条件、所述管段双曲函数向量和所述管段阻抗向量,构建所述有压管网瞬变流频域方程; 其中,所述管段双曲函数向量表示为下述的关系式: 式中:表示第个频域变量对应的双曲函数向量;、、分别表示第1个、第个和第个管道的管道长度;表示管道第个频域变量对应的传递常数,表示为下述的关系式: 式中:表示待模拟爆管事件的第个拉普拉斯频域变量;表示瞬变流波速;表示管道第个频域变量对应的摩阻项,表示为下述的关系式: 式中:表示管道爆管后稳态和爆管前稳态的流量差;表示Darcy-Weisbach摩阻系数;表示管道的直径;表示管道的管道截面积;表示第个管段爆管前稳态的流量;表示第个管段爆管后的流量; 其中,根据所述管网关联矩阵、所述多个所述水力边界条件、所述管段双曲函数向量和所述管段阻抗向量,构建所述有压管网瞬变流频域方程,包括: 构建衰减指数序列; 利用所述衰减指数序列将所述多个所述初始水力边界条件进行频域转换,得到多个目标水力边界条件; 根据所述管网关联矩阵、所述管段双曲函数向量、所述管段阻抗向量和所述多个目标水力边界条件,构建所述有压管网瞬变流频域方程; 其中,所述有压管网瞬变流频域方程表示为下述的关系式: 式中:表示解向量;表示为下述的关系式: 式中:为对角阵;表示反映管道和定流节点之间连接关系的管网关联矩阵;表示反映管道和孔口出流节点之间连接关系的管网关联矩阵;为各孔口出流节点第个频域变量对应的修正系数,表示为下述的关系式: 其中,;为下述的关系式: 式中:表示第一个孔口出流节点爆管发生前稳态时孔口出流系数;表示第个孔口出流节点;表示爆管完全发展后,第一个孔口出流节点的孔口出流系数。
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