1流体网络拓扑的基本概念

图是数学中的一大研究领域,属于拓扑学中的一大分支。无论是通风系统,还是城市集中供热系统,以及城市煤气输送系统、自来水供应系统、集中空调系统等各种有流体流动的管路系统,它们都有一共同的特点,那就是它们都是由输送流体的管路、各种调节设施及动力设施构成,流体管路连接在一起形成流体网络。
本章内容抛开流体网络的各种属性,只考虑流体网络的几何连接拓扑关系。为此,将管路称之为分支(边)或支路,3条以上分支的连接点称之为节点。

1.1图、有向图、无向图、子图

1.2路径、回路、连通图、非连通图、通路


1.3树、生成树

1.3.1树

树(tree):连通且无回路的无向图称为树,用T表示,如图1-1所示。
节点(node):就是图的顶点(vertex)。
枝(branch):就是图的边(edge),也称为树支。
根(root):一颗树可以想象成从某一个顶点开始进行分枝,那么这个顶点就是“根”。一颗树的每一个节点都可以作为根。
叶(leaf):在一颗树上选定根后,如节点0作为根。由根开始不断分枝,途中所有无法再分枝的节点成为叶。叶也可以用度来定义,度为0的节点称为叶。
度(degree):一个节点拥有的子树数称为节点的度。

1.3.2生成树

如果图G中有一子图G’是树,我们称它为G的一棵生成树。如图1-2所示,粗边构成的子图G’为G的生成树。图G中粗线构成的树称为生成树,细线构成的树称为余树。生成树中的分支称为生成树支,可简称为树支,生成树支的集合记为ET,余树中的分支称为余支,余支集合记为EL。显然有E=ET+EL

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