用于大规模天然气管道网络数值模拟的显式交错网格方法
信号处理
2018-03-02 v1
摘要
我们提出一种显式二阶交错有限差分（FD）离散格式，用于管道网络中天然气输送的正演模拟。该离散方法按构造保证质量守恒条件被精确满足。数学模型以密度、压力和质量通量变量表述，因此允许使用通用状态方程来定义给定温度下气体密度与压力之间的关系。在单根管道中，该模型通过按变波速传播的非线性波来表示密度的动力学。我们推导了连接区域边界值的相容条件，以实现由气体压缩机产生压力变化的网络中气体流动的高效显式模拟。我们将Kiuchi隐式方法、显式算子分裂方法与我们的交错网格方法进行比较，并进行数值实验以验证新方法的收敛阶。此外，我们进行了若干计算以研究非理想状态方程模型和温度效应对具有不同时空尺度边界条件的管道模拟的影响。
引用
@article{arxiv.1803.00418,
title = {An explicit staggered-grid method for numerical simulation of large-scale natural gas pipeline networks},
author = {Vitaliy Gyrya and Anatoly Zlotnik},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.00418},
year = {2018}
}
备注
28 pages, 11 figures, 5 tables