配水网络的动力学稳定性

配水网络旨在满足各节点用水需求的液压基础设施。网络中管道内的水流在网络上产生非线性动力学。配水网络的一个理想特性是对故障及施加于系统的其他冲击具有高抵抗能力。此类威胁至少会瞬时改变各管道中的流量,可能削弱整个配水系统的功能。本文针对由水库与用户节点通过任意管道网络互联所表示的管道流量非线性动力系统开展线性稳定性分析。我们证明稳态总是局部稳定的,并发展了一种计算对应最慢衰减至平衡模态的特征值的方法,将其用作系统韧性的指标。我们表明所提指标与由真实且工业界流行的模拟器得出的管道网络恢复率正相关。本解析框架有望有助于将非线性动力学与网络分析工具部署于配水网络的设计、韧性管理与情景测试。