https://scholars.lib.ntu.edu.tw/handle/123456789/65831
標題: | 控制管流水鎚效應之最佳閥門關閉行程研究 | 作者: | 伍次寅 | 關鍵字: | 水鎚;最佳控制;變分法;最佳閥 門關閉行程 | 公開日期: | 2004 | 出版社: | 臺北市:國立臺灣大學機械工程學系暨研究所 | 摘要: | 一個穩定的管流往往因為管路元件的操 作,譬如閥門的關閉、幫浦的啟動等因素而 引發管內流體流動狀況之改變;此改變通常 會造成流場壓力突增(pressure surge),並以波 動的形式在管路中來回傳遞振盪,直至能量 為管路摩擦因子耗盡為止,此稱之為水鎚現 象(waterhammer)。嚴重的水鎚效應不但會產 生噪音,而且會毀損管路中的元件以及破壞 管路的結構;因此,水鎚的控制在管路設計 與管流操控分析上是一個相當重要而不容忽 視的課題。本計畫以閥門關閉所引生之水鎚 壓力波為例子,運用最佳控制理論(optimal control theory)的策略來求得最適當的閥門關 閉行程(valve closing schedule),使水鎚現象 得 以有效的控制。計畫中首先建立一評量水 鎚效應與流量損失之量度積分式(measuring functional),滿足流場運動方程式且同時使此 積分式之值為極小之函數即為欲求之最佳閥 門關閉行程。為求得此最佳函數,本計畫應 用變分法(calculus of variations)將結合流場運 動方程式之量度積分值最小化問題轉換成一 組偏微分方程式(Euler-Lagrange equations), 再以數值計算法得出其解。所得出之結果將 與其他不同閥門關閉行程所產生之水鎚效應 做比較,以驗證其最佳性。在學理上,本研 究成功的將系統動力學中之最佳控制理論應 用於數學模式為偏微分方程形式(PDE)之流場 運動上。在實際應用上,本研究以嚴謹的數 學理論為出發點,從而建立了一控制水鎚效 應的最佳閥門關閉行程模式,此結果可作為 日後閥門設計或管流操控的參考依據。 |
URI: | http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/15897 | 其他識別: | 922212E002053 | Rights: | 國立臺灣大學機械工程學系暨研究所 |
顯示於: | 機械工程學系 |
檔案 | 描述 | 大小 | 格式 | |
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