發(fā)布時間：2024-04-26 01:39

　　管道是運輸石油資源的主要手段。近年來,由于管材老化、盜油打孔等導致的管道泄漏事故不斷增加,造成了大量的經濟損失和人員傷亡。因此,對管道泄漏點進行快速、準確的定位,是確保管道安全運行亟待解決的關鍵問題。首先,建立了管道數學模型,并使用特征線法求取了該模型的數值解。為提升數學模型計算精度,在建模過程中考慮了高程和摩阻系數對管道流體的影響。為使用粒子濾波實現管道狀態(tài)估計,將數學模型改寫為狀態(tài)空間方程形式。使用TLNET搭建管道仿真平臺,獲取管道泄漏的仿真實驗數據,使用Matlab對管道數學模型進行模擬計算,通過與仿真實驗數據對比的方式驗證了數學模型的有效性。其次,基于所建立的狀態(tài)空間方程,設計粒子濾波算法對管道進行狀態(tài)估計,并以質量平衡原理實現管道泄漏檢測。提出一種預設泄漏節(jié)點,通過二次分段和粒子濾波估計實現泄漏定位的方法,能夠以較低的計算量實現對管道泄漏的定位。為進一步提升泄漏定位精度,使用自舉裂變粒子濾波的思想實現泄漏量的估計。多次仿真結果表明,所提出方法作為一個一般性或普適性的狀態(tài)估計法,可以對小泄漏實現檢測與定位,同時相對定位誤差低于1%。最后,針對狀態(tài)估計法對硬件設備要求較高導致的...

【文章頁數】：88 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1山東濰坊輸油管道泄漏事故截止至年，全球的石油基于管道運輸，總里程約為萬公里

西安建筑科技大學碩士學位論文2圖1.1山東濰坊輸油管道泄漏事故截止至2016年，全球85%的石油基于管道運輸，總里程約為270萬公里。我國的輸油管道約有6萬公里，并有55%左右的管道使用時長高達30~40年，自然老化破損的概率逐年增高。近年來，人為盜采的頻率也呈上升趨勢[8]。綜....

圖2.1基于牛頓第二定律的隔離體受力示意圖

西安建筑科技大學碩士學位論文14圖2.1基于牛頓第二定律的隔離體受力示意圖根據圖2.1，管道瞬態(tài)流動時主要作用力有：沿z方向橫截面的壓力差()()PAPAPAzz+；介質在圓形管道受到的剪力0Dz；圓形管道表面壓力投影在z方向的作用力()2PzAPzzz；管道輸送介質的重力在z方....

圖2.2基于質量守恒定律的隔離示意圖

西安建筑科技大學碩士學位論文15圖2.2基于質量守恒定律的隔離示意圖根據質量守恒定律可以得到：()()=AVAzzzt（2-3）將式（2-3）展開后化簡，并忽略高階無窮小量z，可得：2=0sVdPazdt（2-4）其中，sa為管道瞬態(tài)流動時產生的壓力波波速（m/s），可以通過管道....

圖2.3基于特征線法的差分計算網格

西安建筑科技大學碩士學位論文17d=dszVat（2-12）由于式（2-10）和式（2-12）中的sVa，因此在通常在實際計算中將V忽略不計。進一步使用有限差分法將式（2-9）、（2-10）、（2-11）、（2-12），沿距離層j和時間層i進行離散，如圖2.3所示：圖2.3基于特....

本文編號：3964528