Title of article :
Hydraulic Analysis of Water Supply Networks Using a Modified Hardy Cross Method
Author/Authors :
Moosavian, N Department of Civil Engineering - Ferdowsi University of Mashhad, Iran , Jaefarzadeh, M. R Department of Civil Engineering - Ferdowsi University of Mashhad, Iran
Abstract :
There are different methods for the hydraulic analysis of water supply networks. In the solution process of most of these methods, a large system of linear equations is solved in each iteration. This usually requires a high computational effort. Hardy Cross method is one of the approaches that do not need such a process and may converge to the solution through scalar divisions. However, this method has two shortcomings: first, initial discharges should satisfy continuity equation at each node; second a large number of iterations are required to converge to solution. In this article an algorithm is suggested for initial discharges that are close to the final results while the continuity equations are automatically established. This algorithm may be directly implemented in the Hardy Cross method. To reduce the number of iterations the Hardy Cross method is combined with third-order and sixteenth-order methods. The results of some numerical examples demonstrate that the use of the combined approach with the suggested initial guess reduces the number of iterations and hydraulic analysis time and the solutions converge with a high accuracy.
Farsi abstract :
روش هاي بسياري در تحليل هيدروليكي شبكه هاي آبرساني وجود دارد. در هر تكرار از فرايند حل اكثر اين روش ها، يك دستگاه معادله خطي حل مي شود كه معمولا هزينه محاسباتي زيادي دارد. روش هاردي كراس از جمله روش هايي است كه در فرايند تحليل نيازي به حل دستگاه معادلات خطي ندارد و با تقسيم هاي اسكالر به جواب همگرا مي شود. اما روش هاردي كراس دو عيب دارد. اولا در اين روش حدس اوليه بايد به گونه اي باشد كه معادلات پيوستگي در گره ها برقرار باشد، ثانيا تعداد تكرار براي رسيدن به همگرايي قابل توجه است. در اين مقاله راهكاري براي انتخاب حدس اوليه پيشنهاد مي شود كه به جواب نهايي نزديك است و در عين حال معادلات پيوستگي بطور خودكار برقرار مي شود. بنابراين مي تواند در روش هاردي كراس بكار برده شود. همچنين براي كاهش تعداد تكرار همگرايي، روش هاردي كراس را با دو روش مرتبه سه و شانزده تركيب كرديم. نتايج حاصل از حل چند مثال عددي نشان مي دهد روش تركيبي به همراه انتخاب حدس اوليه پيشنهادي تعداد تكرار و زمان تحليل هيدروليكي را كاهش مي دهد و جواب ها با دقت بسيار خوبي همگرا مي شوند.
Keywords :
Hydraulic Analysis , Modified Hardy-Cross , Water Supply Networks
Journal title :
Astroparticle Physics