供水管网节点水力计算方程并行算法分区域构造方法

摘要

本发明涉及一种供水管网节点水力计算方程并行算法分区域构造方法，属于市政工程技术领域。该方法主要涉及：确定并行计算机的理想运算负荷；依据运算负荷对现有物理功能分区通过增加节点的方式进行合并与拆解；二次划分结束后所有子区域的节点序号重新排列。这种方法有效地利用了给水管网的物理功能分区结构，为并行计算中的子区域划分策略提供了有力依据；同时使得管网分区后的单独模拟成为可能，且操作简单。由于并行水力计算和管网分区都是未来大型给水管网管理的关键技术，因此，本方法作为将两者高效结合起来的技术，具有很好的应用前景。

主权项

一种供水管网节点水力计算方程并行算法分区域构造方法，其特征在于，所述构造方法具体步骤如下：(1)根据并行计算机的配置条件，确定理想的运算负荷；(2)由运算负荷估算每个并行计算子区域所能容纳的节点数量和管段数量总和N的容限值R，N_min≤R≤N_max；(3)统计供水管网并行计算子区域中节点和管段的数量N_p；(4)进行二次划分，将N_p低于容限值的区域进行合并，而大于容限值的区域则进一步分解；(5)添加关联节点：对二次划分后的区域，在它们之间的连接管道上添加关联节点，如果两个区域之间所有的连接管道上本身具有可作为关联节点的节点，而无需再额外添加；(6)关联节点分裂：将每一个关联节点分裂为两个节点，分别作为它所连接的两个区域的边界节点，在并行计算中起到耦合关联的作用；分裂后的节点各种属性都与原关联节点相同；至此，关联节点、关联节点与区域间连接的管道、区域本身可构成并行计算子区域；(7)编号重排：将管网中除关联节点外的所有节点进行重新编号，编号时首先依次对各个子区域中的所有节点进行顺序编号，最后再依次对各个关联节点进行编号，分裂后的关联节点仍然作为一个节点看待，具有同一编号；(8)构造系数矩阵：以步骤(7)的编号作为系数矩阵新的行号和列号，对原矩阵中的各元素进行重新排列，即可生成符合区域分解并行计算要求的系数矩阵，使并行水力计算得以实现。