管道网络中气体混合物动力学从单调性到混沌的转迁
动力系统
2023-07-25 v2 混沌动力学
摘要
为在规划寿命内利用现有能源系统并减少其对化石燃料的依赖，提出了将清洁能源生成的氢气掺入天然气管网的方法。我们建立了一组偏微分方程（PDEs），用以描述在时变压缩机与调节阀控制作用影响下管网中气体混合物的流动动力学。该公式适用于一般气体网络，可在任意指定节点注入或抽取任意时变的气体混合物。对该PDE公式进行空间离散，得到一非线性控制系统，并用以证明：在同解单调序意义下，均匀混合物行为良好，而非均匀混合物可能行为不良。我们通过数值模拟，在计算正弦边界条件参数区域中划分单调、周期与混沌系统响应的界面。这些界面表明，单调响应区域内的任一解均非混沌，且最终将趋近一周期轨道。结果通过单管道与小型测试网络的算例予以展示。
引用
@article{arxiv.2303.17692,
title = {Transitions from Monotonicity to Chaos in Gas Mixture Dynamics in Pipeline Networks},
author = {Luke S. Baker and Saif R. Kazi and Anatoly Zlotnik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.17692},
year = {2023}
}