Аналіз методів розрахунку режимів роботи систем магістральних газопроводів

Abstract

Розглядаються методи розрахунку режимів роботи систем магістральних газопроводів. У літературі практично відсутні поради щодо вибору методу розв’язання подібних задач. Як правило, автори різних праць розглядають окремо теплові та гідродинамічні задачі, а вивчення окремих задач суттєво допомагає при виборі чисельного методу розв'язання і його реалізації на ЕОМ. При розрахунках неусталених неізотермічних режимів для задач в одномірній постановці ефективніше застосовувати метод сіток, причому перевагу надають неявним схемам. При розв'язуванні задач у двомірній постановці для газопроводів невеликої довжини зручно використовувати локально-одномірний метод і метод змінних напрямків; для газопроводів великої довжини, а також для розрахунків складних газотранспортних систем при двомірному описі течії газу доцільно використовувати метод «прямих». При розв'язуванні задач із непрямокутними межами, зокрема задачі теплообміну з ґрунтом, який має складну поверхню можливе застосування інтегрального методу; використання методу сіток ефективніше, якщо застосовується схема інтегрування за часовою змінною не нижче другого порядку. Найсучаснішим методом розв'язку систем диференційних рівнянь є метод кінцевих елементів і його подальше розроблення - метод суперелементів.

In the literature there is almost no advice about choosing the method of solving such problems. Typically, the authors of various articles, thermal and hydrodynamic tasks consider separately, and the study of individual tasks are much easier when choosing a numerical method of solution and its realization on a computer. When calculating nonsteady non-isothermal modes for one-dimensional formulation problems it is more efficiently to apply the method of nets, with preference given to implicit schemes. When solving two-dimensional formulation problems for short gas pipelines it is convenient to use local-and-one-dimensional method and method of variable directions; it is advisable to use the method of lines for long gas pipelines and for calculations of complex gas transportation systems when there is a two-dimensional description of the gas flow. When solving problems with nonrectangular boundaries and, in particular, when dealing with the problems of heat exchange with the ground, which has a complex surface, it is possible to utilize the integral method; the use of the method of nets is more efficient if the integration scheme in accordance with the time variables not less than the second order is used. The most modern method for solving differential equation systems is the finite element method and its further development – a method of superelements.