1. Наука
  2. Видання
  3. Системи обробки інформації
  4. 2(157)'2019
  5. Застосування методу Бройдена при комп’ютерному моделюванні перехідних режимів течії газу

Застосування методу Бройдена при комп’ютерному моделюванні перехідних режимів течії газу

І.Г. Гусарова, О.М. Соловйов
Системи обробки інформації. — 2019. — № 2(157). – С. 33-39.
УДК 621.37/.39
Мова статті: українська
Анотації на мовах:


Анотація: В статті обґрунтована актуальність моделювання нестаціонарних неізотермічних режимів течії газу по ділянці трубопроводу. Проведений аналіз існуючих робіт з моделювання режимів течії газу, в яких використовуються різні методи для розв’язання системи диференційних рівнянь в частинних похідних гіперболічного типу, отриманої із загальних рівнянь газової динаміки. Наведена математична модель нестаціонарного неізотермічного режиму течії газу по ділянці трубопроводу. Застосований метод скінченних різниць з використанням неявної скінчено-різницевої сітки, при цьому були використані методи Ньютона та Бройдена для розв’язання системи нелінійних рівнянь. Проведений чисельний експеримент для задачі підключення великого споживача. Наведено порівняння ефективності використання методів Ньютона та Бройдена в контексті даної задачі. Дані цього дослідження можуть бути використані для потенційного покращення методів моделювання нестаціонарних неізотермічних режимів течії газу в газотранспортній системі з метою поліпшення ефективності прийнятих рішень в аварійних ситуаціях.


Ключові слова: ділянка трубопроводу, нестаціонарні неізотермічні режими течії газу, математична модель, система диференційних рівнянь у частинних похідних, метод скінченних різниць, система нелінійних рівнянь, метод Ньютона, метод Бройдена

Список літератури

1. Helgaker J.F. Transient flow in natural gas pipelines using implicit finite difference schemes / J.F. Helgaker, B. Müller, T. Ytrehus // Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering. – 2014. – № 136(3). – P. 031701-0317011. https://doi.org/10.1115/1.4026848.
2. Трубопроводные системы энергетики: Методические и прикладные проблемы моделирования. Разд. 3.3. / Н.Н. Новицкий, М.Г. Сухарев, А.Д. Тевяшев и др. – Новосибирск: Наука, 2015. – С. 193-204.
3. Селезнев В.Е. Методы построения моделей течений в магистральных трубопроводах и каналах: монография / В.Е. Селезнев, С.Н. Прялов. – М.-Берлин: Директ-Медиа, 2014. – 557 с.
4. Ермолаева Н.Н. Нестационарные модели теплообмена и транспортировки газа по морским газопроводам / Н.Н. Ермолаева // Труды Карельского научного центра РАН. Серия Математическое моделирование и информационные технологии. – 2016. – № 8. – C. 3-10.
5. Ермолаева Н.Н. Компьютерное моделирование оледенения морского газопровода и поведения характеристик потока в неустановившихся режимах / Н.Н. Ермолаева // Вестник Cанкт -Петербургского Университета. Серия 10: Прикладная математика. Информатика. Процессы управления. – 2016. – Вып. 4. – C. 75-86.
6. Селезнев В.Е. Основы численного моделирования магистральных трубопроводов / В.Е. Селезнев, В.В. Алешин, С.Н. Прялов; под. ред. В.Е. Селезнева. Изд. 2-е, перер. и доп. – М.: МАКС Пресс, 2009. – 436 с.
7. Гусарова И.Г. Численное моделирование переходных режимов течения газа с использованием различных конечно-разностных сеток / И.Г. Гусарова, Д.В. Мелиневский // Системи обробки інформації. – 2017. – № 2. – С. 29-33. https://doi.org/10.30748/soi.2017.148.05.
8. Adaptive implicit finite difference method for natural gas pipeline transient flow / P. Wang, B. Yu, D. Han, J. Li, D. Sun, Y. Xiang, L. Wang // Oil Gas Sci. Technol. – 2018. – No. 73. – 21 p. https://doi.org/10.2516/ogst/2018013.
9. Zhang L. Simulation of the transient flow in a natural gas compression system using a high-order upwind scheme considering the real-gas behaviors / L. Zhang // Journal of Natural Gas Science and Engineering. – 2016. – № 28. – P. 479-490. – https://doi.org/10.1016/j.jngse.2015.12.012.
10. Wang J.R. Application of equivalent circuit in mathematic modeling and simulation of gas pipeline / J.R. Wang, T. Wang, J.Z. Wang // Applied Mechanics and Materials. – 2014. – № 496. – P. 943-946. – https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.496-500.943.
11. Гусарова И.Г. Результаты численного моделирования переходных режимов течения газа по участку трубопровода методом характеристик / И.Г. Гусарова, А.Н. Коротенко // Системи обробки інформації. – 2018. – № 2(153). – С. 18-26. https://doi.org/10.30748/soi.2018.153.02.
12. Helgaker, J.F. Modeling Transient Flow in Long Distance Offshore Natural Gas Pipelines: Thesis for PhD. / J.F. Helgaker . – Trondheim, 2013.
13. Application and understanding of Stoner Pipeline Simulator (SPS) / Y. Zheng, J. Xiao, X. Sun, H. Hua, G. Fang // Natural Gas Industry. – 2013. – № 33. – P. 104-109. https://doi.org/10.3787/j.issn.1000-0976.2013.11.018.
14. Research on simulation model and solving technology of largescale gas pipe network / J.G. Zheng, G.Q. Chen, F. Song, Y. Ai-Mu, J.L. Zhao // Journal of System Simulation. – 2012. – № 24. – P. 1339-1344 (in Chinese).
15. Тевяшев А.Д. Эффективный метод и алгоритм расчета нестационарных неизотермических режимов транспорта газа в газотранспортной сети произвольной структуры / А.Д. Тевяшев, И.Г. Гусарова, А.В. Чуркина // Восточно-Европейский журнал. – 2006. – 2/3(20). – С. 45-52.
16. Селезнев В.Е. Основы численного моделирования магистральных газопроводов / В.Е. Селезнев, В.В. Алешин, С.Н. Прялов; под ред. В.Е. Селезнева. – М.: КомКнига, 2005. – 496 с.
17. Chen Z. Finite Elements Methods and Their Applications / Zhangxin Chen. – Leipzig: Springer-Yerlag Berlin Heidelberg, 2005. – 410 p.

Інформація про авторів публікації:
Бібліографічний опис для цитування:
Гусарова І. Г. Застосування методу Бройдена при комп’ютерному моделюванні перехідних режимів течії газу / І.Г. Гусарова, О.М. Соловйов  // Системи обробки інформації. – 2019. – № 2(157). – С. 33-39. https://doi.org/10.30748/soi.2019.157.04.

Whoops, looks like something went wrong.