Resumen

Este artículo propone un marco para un análisis de flujo basado en la fiabilidad para una red de tuberías de agua después de un terremoto. Para la primera parte del marco, proponemos utilizar un procedimiento de modelización de múltiples fugas y roturas en los segmentos de tuberías de agua de una red dañada por un terremoto. Para la segunda parte, proponemos un eficiente proceso de análisis probabilístico de flujos a nivel de sistema que integra la formulación de fiabilidad del sistema basada en matrices (MSR) y el método branch-and-bound. Este proceso predice probabilísticamente las cantidades de flujo considerando escenarios de daños a nivel de sistema consistentes en combinaciones de fugas y roturas en las tuberías de la red y reduce significativamente el coste computacional priorizando secuencialmente los estados del sistema según sus probabilidades y utilizando el método branch-and-bound para seleccionar sus conjuntos parciales. El marco propuesto se ilustra y demuestra examinando dos ejemplos de redes de tuberías de agua que han sido sometidas a un evento sísmico. Estos dos ejemplos constan de 11 y 20 segmentos de tuberías, respectivamente, y se modelan computacionalmente teniendo en cuenta sus propiedades topológicas, materiales y mecánicas disponibles. Teniendo en cuenta diferentes escenarios de terremotos y las múltiples fugas y roturas resultantes en los segmentos de tuberías de agua, los flujos de agua en los segmentos se estiman de una manera computacionalmente eficiente.

• Materias:Álgebra Análisis Matemático Ingeniería Matemática aplicada Lógica matemática
• Subjects:Algebra Mathematical Analysis Engineering Applied Mathematics Mathematical logic
• Palabras claves:Análisis de flujo basado en la fiabilidad; red de tuberías de agua; terremoto; procedimiento de modelado; fugas múltiples; roturas; análisis de flujo probabilístico a nivel de sistema; fiabilidad del sistema basada en matrices; método de branch-and-bound; coste computacional; estados del sistema; probabilidades; conjuntos parciales; evento sísmico; segmentos de tuberías; propiedades topológicas; propiedades de los materiales; propiedades mecánicas; escenarios sísmicos; flujos de agua.
• Keywords:Reliability-based flow analysis; water pipe network; earthquake; modeling procedure; multiple leaks; breaks; system-level probabilistic flow analysis; matrix-based system reliability; branch-and-bound method; computational cost; system states; likelihoods; partial sets; seismic event; pipe segments; topological properties; material properties; mechanical properties; earthquake scenarios; water flows.