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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/27168| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Análise de comparação entre elitismos na calibração de fatores de atrito em redes hidráulicas por meio do método transiente inverso com aplicação de algoritmo genético |
| Título em inglês: | Comparison between elitisms in the calibration of friction factors in hydraulic networks by means of the inverse transient method with application of genetic algorithm |
| Autor(es): | Silva, Francisco Ícaro Lopes da |
| Orientador: | Araújo, John Kenedy de |
| Palavras-chave: | Recursos hídricos;Algoritmos genéticos;Elitismo;Calibração;Fator de atrito;Friction factor;Elitism;Genetic algorithm;Calibration |
| Data do documento: | 2017 |
| Citação: | SILVA, F. I. L. Análise de comparação entre elitismos na calibração de fatores de atrito em redes hidráulicas por meio do método transiente inverso com aplicação de algoritmo genético. 2017. 111 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil)-Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil: Recursos Hídricos, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. |
| Resumo: | Durante algum tempo, devido a sua complexidade, a calibração de parâmetros em redes hidráulicas em regime transiente foi negligenciada. Entretanto, os estudos relacionados a esse fenômeno, sobretudo no que diz respeito ao fator de atrito vêm crescendo nos últimos tempos. As simulações das condições de equilíbrio de uma rede de distribuição hidráulica tornam-se uma das etapas mais importantes na análise técnica de sistemas de abastecimento de água. Com o fito de identificar e estimar os parâmetros de uma rede hidráulica, a partir de dados observados de cargas transientes, desenvolveu-se um modelo computacional. De uma maneira geral, os parâmetros físicos da rede como fatores de atrito, rugosidades absolutas, diâmetros e a identificação, mensuração e quantificação de vazamentos são grandezas desconhecidas. Este trabalho tem como escopo a identificação e calibração dos fatores de atrito por meio de uma combinação do Método Transiente Inverso – MTI – com o Algoritmo Genético – AG. Junto a essa combinação utilizou-se o Método das Características – MOC – para resolução das equações do escoamento em regime permanente e transiente em redes de tubulações. A rede hidráulica hipotética em análise é formada por oito nós de demanda variável, dez tubos e um reservatório de cota equivalente a 60m, sendo submetida a um transiente de 30s. As análises foram realizadas através de programas que aplicam a técnica de otimização do algoritmo genético para encontrar os valores ótimos da carga hidráulica no nó observado. Será trabalhado o estudo comparativo entre dois tipos de elitismo com a finalidade de avaliar os efeitos produzidos na identificação e calibração dos fatores de atrito em condições transientes. As condições de regime permanente são conhecidas. Aplicaram-se cinco taxas de elitismo à cada população inicial, de modo a analisar a influência no resultado da calibração. O elitismo 2 apresentou erros menores do que o elitismo 1, tanto para a média dos processamentos como para o melhore processamento, mesmo apresentando funções objetivo maiores. A taxa de melhor eficiência para a aplicação do elitismo 1 e 2 foi a de 70%. O transiente hidráulico tem relação direta com a definição dos parâmetros do algoritimo genético. |
| Abstract: | For some time, due to its complexity, the calibration of parameters in transient hydraulic networks was neglected. However, studies related to this phenomenon, especially with respect to the friction factor have been growing in recent times. Simulations of the equilibrium conditions of a hydraulic distribution network become one of the most important steps in the technical analysis of water supply systems. In order to identify and estimate the parameters of a hydraulic network, from observed data of transient loads, a computational model was developed. In general, the physical parameters of the network such as friction factors, absolute roughness, diameters and the identification, measurement and quantification of leaks are unknown quantities. This work aims at the identification and calibration of the friction factors by means of a combination of the Inverse Transient Method - MTI - with the Genetic Algorithm - AG. Next to this combination was used the Method of Characteristics - MOC - to solve the equations of the flow in permanent and transient regime in networks of pipes. The hypothetical hydraulic net under analysis consists of eight variable demand nodes, ten tubes and a quota reservoir equivalent to 60m, being submitted to a 30s transient. The analyzes were performed through programs that apply the technique of optimization of the genetic algorithm to find the optimal values of the hydraulic load in the observed node. A comparative study will be carried out between two types of elitism in order to evaluate the effects produced in the identification and calibration of the friction factors in transient conditions. The steady state conditions are known. Five elitism rates were applied to each initial population in order to analyze the influence on the calibration result. Elitism 2 presented smaller errors than elitism 1, both for the average processing and for better processing, even with higher objective functions. The rate of best efficiency for the application of elitism 1 and 2 was 70%. The hydraulic transient is directly related to the definition of the parameters of the genetic algorithm. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/27168 |
| Aparece nas coleções: | DEHA - Dissertações defendidas na UFC |
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