燃?xì)夤艿婪欠€(wěn)態(tài)工況模擬的分析方法與軟件研究.pdf

1、本文對(duì)天然氣管道不穩(wěn)定流動(dòng)理論和計(jì)算方法進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，采用Visual C++開發(fā)了通用的天然氣管道不穩(wěn)定流動(dòng)計(jì)算軟件，以某市高壓外環(huán)管網(wǎng)和枝狀管網(wǎng)為例進(jìn)行了不穩(wěn)定流動(dòng)進(jìn)行了計(jì)算模擬分析，揭示了城市高壓燃?xì)夤芫W(wǎng)不穩(wěn)定流的變化規(guī)律，為高壓燃?xì)夤芫W(wǎng)的設(shè)計(jì)、調(diào)控提供了理論依據(jù)。 本文針對(duì)目前天然氣管道不穩(wěn)定流動(dòng)的計(jì)算過程中忽略對(duì)流項(xiàng)、慣性項(xiàng)和中立項(xiàng)等問題，首次在沒有忽略任何項(xiàng)的動(dòng)量方程、能量方程所建立的數(shù)學(xué)模型的情況下，分別采用了

2、特征線法和隱式中心有限差分法對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)不穩(wěn)定流進(jìn)行了求數(shù)值解。在所建立的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上提出采用特征線法對(duì)燃?xì)夤艿肋M(jìn)行數(shù)值求解時(shí)，利用逆步進(jìn)法差分網(wǎng)格建立特征差分方程，并結(jié)合邊界條件和初始條件對(duì)邊界節(jié)點(diǎn)進(jìn)行求解，由于邊界節(jié)點(diǎn)的參數(shù)隨時(shí)間的變化比較明顯，因此該方法能提高計(jì)算精度。本文還采用了適用于慢瞬變流的守恒型求解數(shù)學(xué)模型的中心有限差分法，并利用Newton-Laphson法對(duì)形成的高階非線性方程組進(jìn)行了迭代計(jì)算。中心有限差分法是隱式格

3、式的有限差分方法，具有二階精度，精度高，計(jì)算速度快。 對(duì)特征線法與有限差分法各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)進(jìn)行分析，針對(duì)它們的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在模擬天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)工況時(shí)，本文提出一種綜合方法進(jìn)行具體分析，即在長(zhǎng)管元件的邊界點(diǎn)(連接點(diǎn))上采用特征線法計(jì)算，在其它情況下采用中心有限差分法，把這兩種方法揉合在一起，克服了它們各自的不足，用Visual C++語(yǔ)言開發(fā)出燃?xì)夤艿乐詈铜h(huán)狀的動(dòng)態(tài)模擬軟件，對(duì)其進(jìn)行實(shí)例計(jì)算分析，計(jì)算結(jié)果滿足實(shí)際工程要求。