本文關(guān)鍵詞：基于并行計算的天然氣管道動態(tài)模型算法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：2004年以來,隨著西氣東輸工程的建成投產(chǎn),我國天然氣管道網(wǎng)絡(luò)開始了大規(guī)模的建設(shè)。天然氣管網(wǎng)不穩(wěn)定流的動態(tài)仿真的研究,對節(jié)約天然氣管網(wǎng)的維護費用有重要的作用。現(xiàn)在天然氣管道網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模越來越大,傳統(tǒng)的管道網(wǎng)絡(luò)仿真模型,計算速度慢,造成了仿真速度的延遲。使工作人員無法利用仿真軟件做出合理的決策。導(dǎo)致了工作人員對管網(wǎng)做出錯誤的操作,從而造成管道爆裂,漏氣等事件的發(fā)生,造成了巨大的經(jīng)濟損失。為了加快天然氣仿真系統(tǒng)的運行速度。本文具體的研究內(nèi)容如下：首先深入的研究了現(xiàn)有的管道的流量分配模型。闡述了不同仿真模型的不同特點。分析了它們的優(yōu)勢與劣勢。然后以樹狀管網(wǎng)為研究對象,以提高管道仿真系統(tǒng)的運行速度為目的。將并行計算應(yīng)用到管道的計算之中,使仿真系統(tǒng)可以快速的對真實管道網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的變化做出反應(yīng),準確的還原真實的情況。為了使現(xiàn)有的天然氣管道的動態(tài)模型可以用于管道的并行計算,本文對原有的天然氣動態(tài)仿真模型進行了兩點改進。(1)對天然氣管道流量分配的方式做出改進。把天然氣管道網(wǎng)絡(luò)劃分成了互不影響的不同階段,為管道并行計算打下基礎(chǔ)。該分配方法打破了目前的方法只考慮單一的參數(shù)這一問題,綜合的考慮了管道的直徑,長度,節(jié)點的需求量,節(jié)點的壓力等參數(shù),使管網(wǎng)資源得到最大程度上的利用。(2)對管道動態(tài)仿真的模型做出改進。使管道的計算不再依靠前一條管道的計算結(jié)果,每一條管道可以相互獨立計算。通過這兩點的改進使整個管道網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)并行的計算,提高管道網(wǎng)絡(luò)的運行速度。最后,利用matlab軟件對該仿真模型進行實現(xiàn),并將其運行的結(jié)果與現(xiàn)有的仿真模型和西氣東輸中管道的真實測量數(shù)據(jù)進行對比,驗證了其改進的合理性與高效性。
【關(guān)鍵詞】：天然氣管道 動態(tài)仿真 并行計算 動態(tài)規(guī)劃
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE973;TP338.6
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-11
• 1.1 研究的目的與意義7
• 1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究7-10
• 1.2.1 環(huán)形管網(wǎng)仿真算法8-9
• 1.2.2 樹狀管網(wǎng)9-10
• 1.3 本文的創(chuàng)新點10-11
• 第2章 天然氣管網(wǎng)分析基本原理11-18
• 2.1 連續(xù)性方程11-12
• 2.1.1 一般連續(xù)方程11
• 2.1.2 單位連續(xù)方程11-12
• 2.1.3 穩(wěn)定流方程12
• 2.2 氣體狀態(tài)方程12
• 2.3 運動方程12-15
• 2.3.1 單位時間單位距離的運動方程12-13
• 2.3.2 穩(wěn)定流的運動方程13
• 2.3.3 簡化的壓降方程13-14
• 2.3.4 管道直徑,流量,質(zhì)量與壓力的關(guān)系14-15
• 2.4 能量方程15-18
• 2.4.0 焓方程15-16
• 2.4.1 不穩(wěn)定流的能量方程16-17
• 2.4.2 穩(wěn)定流能量方程17-18
• 第3章 天然氣管網(wǎng)動態(tài)分析方法18-37
• 3.1 天然氣管網(wǎng)動態(tài)分析建模求解步驟18
• 3.2 常用的天然氣管網(wǎng)動態(tài)分析方法分類18-34
• 3.2.1 天然氣管網(wǎng)流量的分配與路線的選擇18-20
• 3.2.2 天然氣管網(wǎng)穩(wěn)態(tài)分析的方法分類20-24
• 3.2.3 天然氣管網(wǎng)動態(tài)分析的方法24-34
• 3.3 動態(tài)仿真模型的構(gòu)建34-37
• 3.3.1 動態(tài)仿真模型基本原理34-35
• 3.3.2 模型構(gòu)造35-37
• 第4章 輸氣管網(wǎng)動態(tài)仿真模型的改進37-48
• 4.1 流量的分配方法的改進37-41
• 4.1.1 模型的建立38-41
• 4.1.2 方法優(yōu)點41
• 4.2 管道網(wǎng)絡(luò)的劃分標準41-42
• 4.3 初始條件與邊界條件的改進42-45
• 4.3.1 具體方法步驟詳解42-43
• 4.3.2 方法選擇論證43-45
• 4.4 求解方法45-46
• 4.5 程序流圖46-48
• 第5章 模型實現(xiàn)與證明48-61
• 5.1 模型的MATLAB構(gòu)建48-56
• 5.1.1 對流量分配模型的實現(xiàn)48-50
• 5.1.2 matlab建模50-51
• 5.1.3. 穩(wěn)態(tài)分析管道流量和涂泄流量51-53
• 5.1.4 管道的動態(tài)求解53-56
• 5.1.5 應(yīng)用56
• 5.2 算法效率的證明56-57
• 5.3 與實際結(jié)果的擬合性57-60
• 5.4 本章小節(jié)60-61
• 第6章 結(jié)論61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻63-66
• 附錄 攻讀士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果66

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