枝状高压天然气管网动态分析及软件开发

【摘要】：由于枝状高压燃气管网中的气体水力参数是随着时间动态变化的，因此对非稳态条件下燃气管网的水力特征计算尤为重要。动态流动较复杂，一般需要借助于计算机求解。本文正是基于此需要开发枝状高压天然气管网动态分析软件。 文章先对本仿真课题做了非功能性的需求分析，紧接着立足于核心功能性需求分析进行了说明。以框图的形式介绍了本仿真系统的结构组成和功能模块，此外，开发了本系统的人机对话界面，以满足用户和系统之间的数据交换。 文章利用图论知识，基于节点和管道关联矩阵A的生成方法，自动地实现了将管网的结构图用计算机语言的表达。用户使用时只需要输入管道编号和与管道相关联的起点节点、终点节点的编号，即可自动生成燃气管网。 以流体的连续性方程、动量方程和状态方程为基础建立准确的管网仿真数学模型，并根据本系统的开发需求，提出了动态模型的简化方法，得到简化的动态分析数学模型。对简化后的数学模型，采用隐式差分格式数值求解。该方法对时间步长要求不严格、稳定性好。并利用编程软件，以单根高压燃气管为例对该数学模型进行了误差分析。 根据本仿真系统的开发需求，规定了系统的初始条件和边界条件，并给出了求解方法。综合应用初始条件、边界条件、高压管网燃气流动基本方程和隐式差分格式的抛物型动态模型，采用牛顿-拉夫森法求解节点流量平衡的非线性方程，并给出计算求解的流程图。接着以枝状管网为例，将本仿真系统计算出的数据和英国ESI公司开发的pipeline studio for gas tgnet软件计算出的数据进行对比分析，以证明本系统的精度和可靠性。文章最后论述了本仿真系统在管道储气调峰和SCADA系统中的应用。 【关键词】：燃气管网 动态分析 软件开发 需求分析 牛顿-拉夫森法
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU996
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.3 本文的研究内容13-14
• 1.4 本章小结14-15
• 2 仿真系统需求分析与结构设计15-22
• 2.1 仿真系统的需求分析15-17
• 2.2 仿真系统结构设计17-21
• 2.3 本章小结21-22
• 3 燃气管网动态仿真计算的数学模型22-33
• 3.1 天然气管网结构的计算机表示22-26
• 3.2 气体成分及相关物理参数的确定26-28
• 3.3 高压燃气流动基本方程的确定28-29
• 3.4 动态仿真的数学模型及其简化29-32
• 3.5 本章小结32-33
• 4 仿真系统数学模型的计算机求解33-52
• 4.1 初始条件和边界条件33-37
• 4.2 动态分析模型的数值求解37-46
• 4.3 计算机求解的实现46-51
• 4.4 本章小结51-52
• 5 动态仿真的校核与应用52-61
• 5.1 仿真计算结果的实例校核52-57
• 5.2 动态仿真的应用57-60
• 5.3 本章小结60-61
• 6 成果与展望61-63
• 6.1 本文的研究成果61
• 6.2 展望61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-68
• 附录 1 攻读学位期间发表论文目录68

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

不稳定流计算的探讨    瞿宏寿,黄一苓,朱谊章,刘壁澄

沿途有分输的长输燃气管道不稳定流计算    隋元春,薛世达

燃气管网节点方程牛顿法数学模拟    管延文,张鸣,李波,李帆

不同模型燃气管道动态模拟的对比分析    李军;玉建军;

燃气管网水力计算程序的开发    张宁;田贯三;李成乐;解东来;

浅析软件开发项目中的需求分析    朱寅非;

燃气管网拓扑结构的计算机生成方法及评价    彭继军,田贯三,张增刚,李兴泉,陈洪涛

天然气输配管网的矩阵描述    吕光宇,陈晓鸣

天然气在复杂枝状管网系统内不稳定流动及其计算机模拟    江茂泽;曾自强;刘良坚;

燃气管网动态仿真的研究及应用    杨昭;张甫仁;朱强;

高压天然气管网动态模拟与壅塞流动特性研究    刘庆堂

预报校正法在非饱和土壤水分运动数值模拟中的应用    杨录峰;

基于偏微分方程的图像去噪中差分格式的研究    刘晨华;颜兵;

牺牲层腐蚀二维数值模拟与仿真    李艳辉;李伟华;

一种新的计算三维电位分布的表面电荷法    张智诠;张轶飞;周立伟;

结合水平集和区域生长的脑MR图像分割    周震;马斌荣;

输气管道最优化研究    田野;王岳;郭士欢;

基于不同分裂的修正局部Crank-Nicolson方法对一维热传导方程的应用    郭瑞;阿布都热西提·阿布都外力;

表面涂层对非晶薄带爆炸焊接温度影响探讨    孙宇新;付艳恕;王晓萍;

2维Schrdinger方程的高阶紧致ADI格式    马院萍;孔令华;王兰;

块迭代解法在偏微分方程数值解中的应用    刘荣花;

非晶箔带爆炸焊接温度产生与分布分析    付艳恕;孙宇新;王晓萍;王金相;张晓立;

燃气长输管线分析与末段储气计算    段常贵;杨立民;严铭卿;

基于DSP处理器的雷达信号盲分离算法研究    章林锋;张众;张旭东;

表面纹理对流体润滑油膜承载能力与摩擦特性的影响    刘红彬;孟永钢;

电力电缆载流量算法模型及其应用    徐俊;杨峰;

三维饱和——非饱和渗流的交替方向隐式求解算法    曹渊;王铁良;郭永辉;田宙;

集中供热管网矩阵自动生成方法的研究    曹晓飞;周恩泽;崔红社;

GNSS接收机高性能跟踪与捕获环路算法研究    姜毅

高压天然气管网动态模拟与壅塞流动特性研究    刘庆堂

基于边界法向磁通密度逐点测量的无旋磁场重构方法及其应用    胡亮

多状态下城市快速路网交通流短时预测理论与方法研究    董春娇

格子Boltzmann方法求解偏微分方程的相关研究    刘芳

基于Hamilton体系的非线性浅水波分析方法    董俊哲

弱碰撞等离子体中金属栅网附近稳态鞘和预鞘的实验诊断与数值模拟    李毅人

离心泵叶片的参数化设计及其优化研究    张人会

生物发光断层成像中光源重建逆问题研究    贺小伟

CSMB集成反应分离装备技术研究    唐萍

用无网格Galerkin法求解地下水流拟三维问题    刘婷

基于差分进化算法的GVF Snake模型的PET医学图像分割    武国财

水平刻槽管壁面升膜蒸发传热传质耦合研究    王桂荣

燃气管网的稳态分析与模拟    张勇

燃气管网泄漏分析及稳态泄漏模拟    赵龙

复杂输气管网系统的瞬变流仿真    王永军

流量计算机的设计与研发    姚伟江

城市燃气管网在线仿真技术及应用的研究    张明光

无界区域Stokes问题基于自然边界归化的区域分解法    赵鹏

热源未知的热传导反问题高效并行计算    周铭

我国天然气资源的可持续发展与利用    李宁,马庆元,郭继平

微型喷管内气体流动的流量壅塞现象    丁英涛;谢君堂;仲顺安;

AutoCAD VB(VBA)二次开发在燃气管网水力计算中的应用    丁国玉;田贯三;

等截面摩擦管中气粉流的壅塞现象    韩珽，彭一川

城市高压燃气管网动态模拟计算    马江平;李帆;管延文;

对加快发展我国天然气供气调峰设施的思考    王莉,庄建远,檀建超

2008年中国天然气行业发展综述    杨建红;李伟;王峰;

2009年我国油气管道新进展    蒲明;

燃气管网水力计算研究    田贯三;刘燕;江亿;

燃气管网设计计算程序的研制    谢子超

中国能源与经济之间关系的模型及实证分析    侯建朝

天然气管网数值模拟    李越

天然气管网的水力瞬变分析    于恩禄

燃气管网中大流量用户事故工况下动态模拟及分析    刘晓婧;周伟国;王海;

新型自调式液压同步阀的动态分析    张运祺,信思金

岩土边坡稳定性动态分析    赵峥嵘

土动力三轴仪的动态分析    陈欢强;陈秀亨;

盈亏平衡分析法    汤学俊;

流速仪检定车调速系统负载波动的动态分析    常喜;

故障树动态分析的改进算法    张炯;刘竟成;

ZL50装载机后车架有限元动态分析    南新旭 ,吴宝燕 ,李绮鹏 ,周克法 ,钱仲良

液压起重臂变幅系统动态分析    葛安华;王德柱;金日天;

同类产品(服务)竞争优势变动趋势——基于客户满意度的动态分析框架    高江舟;李常洪;

环鄱阳湖区1991-2005年植被变化动态分析    祝必琴;辜晓青;

正则表达式在恶意代码动态分析中的应用    刘琪;牛文静;

浅谈凶杀案件中被害者当时的动态分析    于万财;

长三角地区经济增长因素的动态分析    孙宁华;黄玉梅;陈芳芳;

秋季稻纵卷叶螟夜间迁飞的雷达监测及动态分析    杨秀丽;程登发;陈林;张云慧;孙京瑞;

普通光镜下精子动态分析精度的影响因素分析    朱安定;夏顺仁;王建峰;

肝移植术后肝生化指标动态分析    吕小林;万腊根;张世锟;

用动态分析方法研究桥架型起重机偏斜行走及侧向力    陈玮璋;王重华;冯草;

基于生态足迹的贵州省可持续发展动态分析    安和平;邹波;王君莉;赵栋昌;

高层建筑空气渗透能耗比例动态分析    高甫生;崔宇捷;

轿车为主流 SUV成热点    丁怡

纽约11号原糖基金持仓动态分析    中国国际期货白糖事业部 郭良周

起伏跌宕各有因    日商

基金大幅减持原油净多头寸    梁瑞安

邦溪提前完成全年产胶任务    蔡修华 莫尚勇

纽约11号原糖持仓动态分析    中国国际期货白糖事业部 郭良周

在产胶动态分析中找出突破口    本报记者 麦仁智　通讯员 简日明 符冠豪

纽约11号原糖持仓动态分析    中国国际期货白糖事业部 郭良周

邦溪南海提前完成全年产胶任务    蔡修华莫尚勇 邢福兴

潞城市信用联社建立动态分析制度    通讯员 李志云

路网交通事故动态分析及预警方法研究    代磊磊

带式输送机动态特性及控制策略研究    侯友夫

油藏动态分析大系统方法研究与应用    廖红伟

双轨悬挂自行输送机研究    黄大巍

一种先进的轿车发动机喷油器制造关键技术的开发研究    崔厚学

番茄内生细菌及其对番茄青枯病的防治作用研究    黎起秦

石油储量动态经济评价研究    刁凤琴

具备智能特征的开放式数控系统构建技术研究    胡世广

仔猪冷应激反应中激素、HSP70及其mRNA的动态分析    吴永魁

大庆油田高含水后期综合调整方案DSS的研究    田晓宇

枝状高压天然气管网动态分析及软件开发    黄明

阀口动压反馈直动式溢流阀的动态特性分析    刘元林

青岛市生态足迹的计算与动态分析    赵杰

大型带式输送机动态仿真模型研究与系统开发    马辉

青岛市生态足迹动态研究    孙优善

恶意代码动态分析技术的研究与实现    覃丽芳

基于GIS的汤旺河林业局森林资源动态分析    张怡春

力矩电动机在工程实际应用中的特性分析    尹余琴

艺术体操身体难度动作变化的动态分析    郑华艳

防风抽薹期激素变化规律的研究    朱玉野