Resumen de Evaluation of nonlinear Iterative methods on pipe network

Guilherme B.S. Silva, Guillermo Villalta-Alonso, Lourival J. Mendes

• español

  El proyecto y análisis de redes de tuberías suele ser una tarea muy compleja que depende de muchos factores. El trabajo aquí presentado explora cuestiones relacionadas con la precisión y la robustez de tres métodos iterativos no lineales utilizados para proyectar redes de tuberías: el método Hardy Cross, el método de Gradiente y el método Newton-Raphson. Los dos últimos métodos se implementan en EPANET y Matlab, a través de la función fsolve. Para evaluar el desempeño de cada método numérico, se evaluaron tres redes de tuberías. No se encontraron diferencias en los resultados cuando la función fsolve (de MatLab) y el método Hardy-Cross son utilizados. Sin embargo, los resultados de EPANET muestran diferencias de hasta un 115 % con respecto a los otros dos métodos. Este comportamiento puede explicarse debido a la magnitud de la pérdida de carga y del caudal en algunos tubos de la red, con errores próximos al error establecido para la convergencia y, también, por el método Nodal Newton-Raphson utilizado en el código de EPANET. El método de Hardy Cross demostró ser robusto en tres casos evaluados.

• English

  The analysis and design of pipe networks is usually a very complex task and depending of many factors. The paper here presented explores issues related to the accuracy and robustness of three iterative nonlinear methods used for designing pipe networks: Hardy Cross method, Gradient method and Newton-Raphson method. The last two methods are implemented in EPANET and Matlab, through the fsolve function. In order to evaluate the performance of each numerical method, three pipe networks, were assessed. No differences in the results were found by using fsolve (of MatLab) and Hardy-Cross methods. However, the EPANET results show differences up to 115% regarding other two methods. This behavior can be explained by the magnitude of head loss and the flow rate in some tubes of the network with errors close to the errors set up and by the Nodal Newton-Raphson method used at EPANET’s code. The Hardy Cross method proved to be robust on three evaluated cases