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Título: Calibração de rugosidade de tubulações de redes de distribuição de água, via método transiente inverso com aplicação de algoritmo genético
Título em inglês: Roughness pipe calibration in a water distribution network with genetic algorithm and inverse transient analysis
Autor(es): Galiza, Roberto Von Paumgartten de
Orientador(es): Araújo, John Kenedy de
Palavras-chave: Recursos hídricos
Distribuição de água
Algoritimo genético
Data do documento: 3-Set-2009
Citação: GALIZA, R. V. P. (2009)
Resumo: A calibração é um passo importante na modelagem da rede hídrica,através desta é possível conhecer o comportamento de características físicas da rede de grande importância na tomada de decisão. Este trabalho consiste em utilizar o método transiente inverso aplicado como algoritmo genérico, para calibração das rugosidades das tubulações de uma rede de distribuição da água por meio de simulações a partir da variação de parâmetros como: mutação, número de cromossomos, número de gerações quantidade de nós medidos, tempo do transiente e tipo de variação da demanda(brusca e suave). As simulações foram divididas em casos, ande cada solução encontrada pelo modelo computacional foi avaliada por uma função objetiva, baseada na diferença quadrática entre resultados observados e calculados para as cargas transientes no(s) nó(s) monitorados. As análises da situações encontradas demonstram como método inverso, o algoritmo genérico e a escolha d seus parâmetros influenciam o resultado final. Por meio dos casos,observou-se que a rede estudada, não adianta simplesmente aumentar isoladamente os valores dos parâmetros do algoritmo genérico no intuito de melhora a eficiência do método. Como se trata de um método inverso, uma combinação especifica de rugosidades foi gerada a partir da medida das soluções obtidas, sob os mesmos parâmetros, em dez aplicações sucessivas do algoritmo genérico (sementes). Os resultados apresentados para as cargas hidráulicas no(s) nó(s), monitorados(s) foram bem próximas das cargas consideradas reais(observadas), tendo em trechos das tubulações valores para rugosidade bem próximo dos considerados reais. A eficiência dos resultados encontrados foi medida por meio do erro Médio Relativo, ou seja, da média dos erros relativos entre as rugosidades reais (observadas) e estimadas (calculadas) de tubo. O melhor resultado de EMR encontrado foi 18,9% onde observou-se um menor erro relativo (1%) para o tubo 2, e um maior erro relativo (59,1%) detectado no tubo 10
Abstract: An important step in the modelling of hydraulic networks, calibration makes it possible to predict the behavior of physical parameters essential to decision-making. The present study used inverse transient analysis with a genetic algorithm to calibrate pipe roughness in a water distribution network with simulations based on variable parameters such as mutation, number of chromosomes, number of generations, number of nodes, transient time and type of demand variation (abrupt or smooth). Simulations were divided into cases, and each solution given by the computer model was evaluated by an objective function, based on the squared difference between estimated and actual results for the transient loads in the monitored node(s). An analysis of the solutions given by the model shows how the inverse method, the genetic algorithm and the choice of parameters influenced final results. A study of the cases revealed that for the network under study the efficiency of the method could not be improved by increasing isolated parameters of the genetic algorithm alone. In accordance with the inverse method employed, a set of roughness values was created by averaging the solutions found for the same parameters in ten successive runs of the genetic algorithm (seeds). The estimated hydraulic loads in the monitored node(s) were close to the actual loads, with calculated roughness values very similar to actual roughness values in some of the pipe sections. The efficiency of the method was evaluated by mean relative error (MRE) testing (comparing the mean relative errors of estimated and actual roughness values for each pipe). The best MRE result was 18.9%. The smallest relative error (1%) was observed in pipe 2, the biggest (59.1%) in pipe 10
Descrição: GALIZA, R. V. P. Calibração de rugosidade de tubulações de redes de distribuição de água, via método transiente inverso com aplicação de algoritmo genético. 2009. 162 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/17231
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