Разработка методик анализа и расчета процессов транспорта газа в магистральном газопроводе для задач проектирования и управления

• Автор: Куцев, Владислав Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 248 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПО ПРОБЛЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Особенности эксплуатации и оперативного управления в магистральном транспорте газа.

1.2. Системный анализ при магистральном транспорте газа

1.3. Математические модели нестационарных процессов транспорта

1.4. Методы расчета нестационарных режимов работы газопроводов.

1.5. Использование частотных методов для анализа динамики газопровода. Динамические характеристики линейных систем
1.6. Применение характеристик мнимых частот для анализа и синтеза динамических систем.
1.7. Выводы
2. АНАЛИЗ ДИНАМИКИ ИЗОТЕРМИЧЕСКИХ И НЕИЗО ГЕРМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ.
2.1. Методика аналитического решения нестационарного изотермического режима участка газопровода
2.1.1. Постановка задачи
2.1.2. Анализ квазистационарного режима.
2.1.3. Анализ нестационарного режима
2.1.4 Способ оценки параметра линеаризации
2.2. Анализ неизотермического режима.
2.3. Алгоритм среднеквадратичного приближения функций рациональными дробями.
2.3.1. Постановка задачи
2.3.2. Описание алгоритма.
2.4. Общие принципы аппроксимации передаточных функций
2.5. Нахождение коэффициентов приближенных моделей. Метод выравнивания
2.6. Общий способ нахождения коэффициентов.
2.7. Агрегативный подход.
2.8. Описание элементов ГТС
2.9. Модель сопряжения элементов ГТС
2 Выводы
3 НЕЛИНЕЙНЫЙ АНАЛИЗ ДИНАМИКИ ГАЗОПРОВОДОВ
3.1. Сравнительный анализ приближенных методов расчета
линейной части газопровода.
3.1.1. Уравнение количества движения
3.1.2. Уравнение неразрывности
3.2. Решение изотермической системы с распределенными
параметрами
3.2.1. Описание метода характеристик
3.2.2. Практическая реализация метода характеристик.
3.3. Модели с сосредоточенными параметрами
3.3.1. Квазистационарная модель.
3.3.2. Нестационарная модель
3.4. Автомодельные решения
3.4.1. Анализ точности модели с концевыми поправками
3.4.2. Определение расхода газа в трубопроводе.
3.4.3. Определение давления газа
3.5. Выводы.
4 СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ ПРИ
ОПЕРАТИВНОМ УПРАВЛЕНИИ МГ.
. Постановка задачи
4.2. Дисперсионная модель расчета отклонений
4.3. Отклонения параметров линейной части газопровода.
4.4. Отклонения параметров компрессорной станции.
4.5. Выводы
5 РЕШЕНИЯ ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ
5.1. Расчеты переходных процессов по моделям с концевыми поправками
5.2. Расчеты переходных процессов по аналитическим моделям
5.2.1. Изотермический режим
5.2.2. Неизотермический режим
5.3. Расчет отклонений режимных параметров.
5.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Осознание того, что существует некая проблема (или совокупность взаимосвязанных проблем), которую можно исследовать с помощью системного анализа и которая достаточно важна для детального изучения, не всегда оказывается тривиальным шагом. Понимание того, что исследование действительно необходимо, столь же важно, как и выбор правильного метода исследования. Рис. Постановка задачи и ограничение степени ее сложности. Если существование проблемы осознанно, требуется упростить задачу настолько, чтобы она имела аналитическое решение, сохраняя в то же время все те элементы, которые делают проблему достаточно интересной для практического изучения. Таким образом, необходимо рассмотреть различные аспекты возникающих проблем, а также результаты сопоставления значимости их для аналитического отражения сложившейся ситуации, и ее роли в усложнении задачи. Успехи или неудачи всего исследования во многом зависят от тонкого равновесия между упрощением и усложнением - равновесия, при котором сохранены все связи решения с исходной проблемой, достаточные для того, чтобы аналитическое решение поддавалось интерпретации. Установление иерархии целей и задач. После постановки задачи и ограничений степени ее сложности можно приступать к установлению целей и задач исследования. Обычно цели и задачи образуют некую иерархию, причем основные задачи последовательно подразделяются на ряд второстепенных. В такой иерархии необходимо определить приоритеты различных стадий и соотнести их с теми усилиями, которые следует приложить для достижения поставленных целей [1, 2]. Выбор путей решения задачи. При решении задач системного анализа необходимо искать наиболее общее аналитическое решение, которое позволит максимально использовать результаты исследования аналогичных задач и соответствующий математический аппарат. Моделирование. После того, как проанализированы подходящие альтернативы, можно приступать к важному этапу - моделированию сложных динамических взаимосвязей между различными аспектами проблемы Необходимо помнить, что моделируемым процессам, а также механизмам обратной связи присуща внутренняя неопределенность, что может значительно усложнить как понимание системы, так и ее управляемость. Оценка возможных стратегий. Как только моделирование доведено до стадии, на которой модель можно использовать, начинается этап оценки потенциальных стратегий, полученных из модели. В ходе этой оценки исследуется чувствительность результатов к допущениям, сделанным при построении модели, поскольку правомочность допущений можно проверить лишь в процессе использования модели. Если окажется, что основные допущения некорректны, возможно, придется вернуться к этапу моделирования, но часто удается улучшить модель, незначительно модифицировав исходный вариант. Внедрение результатов. Заключительный этап системного анализа представляет собой применение на практике результатов, которые были получены на предыдущих этапах. Цель многоэтапного системного анализа состоит в том, чтобы помочь выбрать правильную стратегию при решении практических задач. Структура анализа направлена на то, чтобы сосредоточить главные усилия на сложных и, как правило, крупномасштабных проблемах, неподцающихся решению более простыми методами исследования, например, наблюдением и прямым экспериментированием. Из-за сложности проблем, для решения которых, обычно применяется системный анализ, последний часто предполагает использование ЭВМ для обработки и анализа данных, а также сложного математического аппарата для проведения выбора между альтернативными решениями. Особый вклад системного анализа в решение различных проблем обусловлен тем, что он позволяет выявить те факторы и взаимосвязи, которые впоследствии могут оказаться весьма существенными, что дает возможность так видоизменять методику наблюдений и эксперимент, чтобы включить эти факторы в рассмотрение и освещает слабые места гипотез и допущений. В работах [8, 9] показано, что сущность системного анализа определяется его стратегией, в основе которой лежат общие принципы, применимые к решению любой системной задачи.