论配水网络中的水流问题：唯一性与求解器
最优化与控制
2020-10-21 v2
摘要
对配水系统（WDS）安全性与水质日益增长的关注，呼唤具有性能保证的计算工具。为此，本文重新审视支配水流的物理定律，并提供一组具有互补价值的求解器层次结构。给定每个 WDS 节点的注水或压力，求取管道与泵内的水流以及所有 WDS 节点的压力，即构成水流（WF）问题。后者需要求解一组（非）线性方程。我们将 WF 方程解的唯一性结论推广至具有多个定压节点和详细泵模型的设置中。对于无泵网络，已知 WF 解是某个凸函数的最小化子。通过后缝合算法，该思路被推广至有泵但无环的网络。对于具有不重叠环的网络，压力降方程的一个可证明精确的凸松弛给出了一个混合整数二次约束二次规划（MI-QCQP）求解器。将 MI-QCQP 与缝合算法相结合的混合方案可处理具有重叠环但不含泵的 WDS。每个求解器均保证无论初始化如何都能收敛，并在一个基准 WDS 上进行了数值验证。
引用
@article{arxiv.1901.03676,
title = {On the Flow Problem in Water Distribution Networks: Uniqueness and Solvers},
author = {Manish K. Singh and Vassilis Kekatos},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.03676},
year = {2020}
}
备注
accepted at TCNS