A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Optimierung von Wasserbehältern in einem Wasserversorgungssystem mittels einer Kombination aus Netzreduktion, mathematischer Optimierung und hydraulischer Simulation ; Optimizing water tanks in a water distribution system by combining network reduction, mathematical optimization and hydraulic simulation
In den letzten Jahren hat die Optimierung von Wasserversorgungssystemen in Deutschland immer mehr an Bedeutung gewonnen. Einer der Gründe dafür ist der gesunkene Wasserbedarf pro Tag und Einwohner in den letzten 20 Jahren. Bei der Planung der Versorgungssysteme wurde ein steigender Wasserbedarf prognostiziert und die Komponenten so konzipiert, dass diese den steigenden Bedarf bewältigen können. Da der Bedarf jedoch gesunken ist, gibt es viele Komponenten, die zu groß dimensioniert sind und daher ineffizient arbeiten. Dazu gehören u. a. Trinkwasserbehälter, die im Fokus dieser Arbeit stehen. Es wird ein Lösungsprozess präsentiert, mit dem die optimalen Dimensionen und Standorte für Behälter bestimmt werden. Dazu wird ein Optimierungsmodell als nicht-konvexes Mixed Integer Quadratically Constrained Program (MIQCP) formuliert. Für die Lösung des Modells wird eine stückweise Linearisierung verwendet. Da es bei großen Netzmodellen zu langen Lösungszeiten kommen kann, erfolgt vor Erstellung des Optimierungsmodells eine Reduktion des Netzmodells. Um zu überprüfen, ob die so erhaltene Lösung zulässig für das originale Netzmodell ist, wird sie mit einer hydraulischen Simulation validiert. Falls sie nicht zulässig ist, werden die Stellen, die zu einer unzulässigen Lösung führen, lokalisiert und markiert. Anschließend wird das originale Netzmodell erneut reduziert. Dabei werden die markierten Stellen für die Reduktion gesperrt, um diese detaillierter betrachten zu können. Mit dem neuen reduzierten Netzmodell wird das Verfahren erneut gestartet und solange ausgeführt, bis eine Lösung als zulässig identifiziert wurde. Mit Hilfe dieses Lösungsprozesses ist es möglich, eine Behälteroptimierung für Praxisinstanzen in annehmbarer Zeit durchzuführen. ; For several reasons the optimization of water distribution systems has attracted growing attention in Germany in recent years. One of those reasons is a decreasing water consumption in the last two decades. When water distribution systems were originally drafted the planners ...
Optimierung von Wasserbehältern in einem Wasserversorgungssystem mittels einer Kombination aus Netzreduktion, mathematischer Optimierung und hydraulischer Simulation ; Optimizing water tanks in a water distribution system by combining network reduction, mathematical optimization and hydraulic simulation
In den letzten Jahren hat die Optimierung von Wasserversorgungssystemen in Deutschland immer mehr an Bedeutung gewonnen. Einer der Gründe dafür ist der gesunkene Wasserbedarf pro Tag und Einwohner in den letzten 20 Jahren. Bei der Planung der Versorgungssysteme wurde ein steigender Wasserbedarf prognostiziert und die Komponenten so konzipiert, dass diese den steigenden Bedarf bewältigen können. Da der Bedarf jedoch gesunken ist, gibt es viele Komponenten, die zu groß dimensioniert sind und daher ineffizient arbeiten. Dazu gehören u. a. Trinkwasserbehälter, die im Fokus dieser Arbeit stehen. Es wird ein Lösungsprozess präsentiert, mit dem die optimalen Dimensionen und Standorte für Behälter bestimmt werden. Dazu wird ein Optimierungsmodell als nicht-konvexes Mixed Integer Quadratically Constrained Program (MIQCP) formuliert. Für die Lösung des Modells wird eine stückweise Linearisierung verwendet. Da es bei großen Netzmodellen zu langen Lösungszeiten kommen kann, erfolgt vor Erstellung des Optimierungsmodells eine Reduktion des Netzmodells. Um zu überprüfen, ob die so erhaltene Lösung zulässig für das originale Netzmodell ist, wird sie mit einer hydraulischen Simulation validiert. Falls sie nicht zulässig ist, werden die Stellen, die zu einer unzulässigen Lösung führen, lokalisiert und markiert. Anschließend wird das originale Netzmodell erneut reduziert. Dabei werden die markierten Stellen für die Reduktion gesperrt, um diese detaillierter betrachten zu können. Mit dem neuen reduzierten Netzmodell wird das Verfahren erneut gestartet und solange ausgeführt, bis eine Lösung als zulässig identifiziert wurde. Mit Hilfe dieses Lösungsprozesses ist es möglich, eine Behälteroptimierung für Praxisinstanzen in annehmbarer Zeit durchzuführen. ; For several reasons the optimization of water distribution systems has attracted growing attention in Germany in recent years. One of those reasons is a decreasing water consumption in the last two decades. When water distribution systems were originally drafted the planners ...
Optimierung von Wasserbehältern in einem Wasserversorgungssystem mittels einer Kombination aus Netzreduktion, mathematischer Optimierung und hydraulischer Simulation ; Optimizing water tanks in a water distribution system by combining network reduction, mathematical optimization and hydraulic simulation
Hallmann, Corinna (author)
2015-01-01
system:CT004001416
Theses
Electronic Resource
German