[發明專利]一種城市燃氣全壓力等級高精度仿真方法

在審

• 申請號: 202210049048.6
• 申請日: 2022-01-17
• 公開（公告）號: CN114510886A
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 白亞文;黃欣宇;唐楊瓊
• 申請（專利權）人: 上海天麥能源科技有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/08;G06F113/14;G06F119/14
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 丁敬博

一種城市燃氣全壓力等級高精度仿真方法，考慮到渦流界面對于管道內壓力分布的影響性，提高了對于管道中任意位置的壓力仿真準確度。

技術領域

本發明涉及一種仿真方法領域，具體地涉及一種基于大數據系統的城市燃氣全壓力等級高精度仿真方法。

背景技術

隨著全球燃氣管道網絡發展迅速，管道事故屢見不鮮，特別是一些重大的油氣泄漏、火災爆炸等惡性事故對人身安全、自然環境造成巨大危害。其中，城市燃氣全壓力網絡中存在了大量的智能儀表，其能夠在特定節點位置收集大量的實時檢測數據。但是由于在管線中儀表的設置僅僅能夠體現上述儀表設置位置的實時數據，而對于管道網絡內部的參數監控，例如壓力監控等，需要基于采集的大數據進行仿真計算才能獲得。

但是，現有的基于大數據系統的城市燃氣仿真方法對于管道中任意位置的壓力仿真準確度有待提高，在仿真過程中么有考慮到渦流界面對于管道內壓力分布的影響性。

因此，需要提供一種城市燃氣全壓力等級高精度仿真方法，考慮到渦流界面對于管道內壓力分布的影響性，提高了對于管道中任意位置的壓力仿真準確度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：現有的基于大數據系統的城市燃氣仿真方法對于管道中任意位置的壓力仿真準確度有待提高，在仿真過程中沒有考慮到渦流界面對于管道內壓力分布的影響性。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：

一種城市燃氣全壓力等級高精度仿真方法，該方法包括：

第一步，建立燃氣在管道中的流動關系方程。

根據燃氣在管道中質量的連續性，建立燃氣在管網中的連續關系方程：

其中，ρ為燃氣的密度，t為時間變量，P為管道壓力，w為燃氣的傳送速率向量，curl為該燃氣的傳送速率向量的旋度。

流動能量傳遞公式為：

其中，P為管道壓力；x,y,z為w為燃氣的傳送速率向量在x,y,z方向的分量，具體的x,y,z三軸垂直相交；Kx，Ky，Kz分別為x,y,z方向的補充分量，為壓差級別分量。

為了簡化計算過程，將壓差級別分量歸并到各自的補充分量中，得到

第二步，建立單元限制流體公式，具體包括：

第2.1步，將圓形截面管道的界面按照直徑R和旋轉角θ，分隔為多個扇形的區域。每個區域都有S1，S2，S3，S4邊界。針對最中心的扇形區域S3趨近于0。

第2.2步，建立流體壓力方程：

其中，為個方向的實時分量，

為壓力抵消項，

為歸并后的補充分量項。

第2.3步，引入截面流通參量A和沿軸向的遞減參量B,建立單元限制流體公式。

第三步，對于渦流界面的壓力擾動分量的計算。

假設形成渦流的兩個氣體流C和D，在區域ψ內形成界面，流體C占據的區域為ψ1，流體D占據的區域為ψ2.

步驟3.1，首先確定邊界函數