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近期研究表明,传统的供水管网模拟软件EPANET所应用的节点完全混合理论与节点处的实际混合情况有很大的不同,它将会对水质模拟结果造成相当大的误差。本文的目标是整合课题组已有的和文献发表的实验数据及结论,并通过实验研究补充U型节点的实验数据,在EPANET源代码的基础上开发一个能模拟节点水质不完全混合的软件EPANET-ZJU。由于缺少U型节点(双T型节点的一种)的混合实验数据,本文对U型节点的混合特征进行了可视化研究,直观地证明了 U型节点混合并非完全混合。研究发现U型节点的连接管增加了节点的混合时间及空间,连接管越长混合越完全。当L/D≥10,U型节点的混合较为完全。通过进一步针对不同管径比值的U型节点在不同水力条件下的混合特征的实验研究,结果表明入流雷诺数比值与出流雷诺数比值、无量纲间距(L/D)以及管径比对U型节点的混合特征都有一定的影响。U型节点混合程度分别随着入流雷诺数比值ReW/S与出流雷诺数比值ReE-/N的增大先变差后变好。比较U型节点与N型节点,发现当无量纲间距较小时,U型节点展现了比N型节点更好的混合程度。当无量纲间距较大时,U型节点与N型节点混合程度接近。本文总结归类了不完全混合节点的类型和水质混合计算的方法,提出了根据节点拓扑几何特征和水力状态判断节点类型的程序流程,并在EPANET源代码的基础上通过二次开发,实现了软件EPANET-ZJU的开发。该软件考虑了可能产生不完全混合的节点,包括十字、N型和U型节点在内的所有节点类型,并考虑了管径比,管网水流流态的影响,相比已有的管网水质模型,提高了水质模拟的精度;同时,本文引入不完全混合节点的拓扑几何特征预先判断机制,使不完全混合节点识别效率大幅度提高;水质混合计算过程中引入了流量分配系数f1,解决了使用无量纲浓度C*无法准确预测异径节点水质情况的问题。最后,本文将软件应用于多个管网系统中,模拟结果证明了应用节点不完全混合模型的必要性。EPANET-ZJU可用于消毒副产物在管网中的分布预测,水质监测传感器的优化以及污染源的确定等应用。