文章标题：基于隐式压力修正的天然气管道瞬变流动仿真研究

文章作者：任长胜　徐波
关 键 字：瞬变流动;压力修正;总压;对流项
文章摘要：

随着中国天然气管网规模不断扩大,天然气管道内的瞬变流动对管道输气效率和安全运行影响显著,对其精确仿真尤为重要。建立了包含连续性方程、动量守恒方程和能量守恒方程的瞬态数学模型,提出了一种基于隐式压力修正的方法,通过合并动量方程中的对流项和压力项,构建以总压修正项为核心的隐式压力修正方程,并采用交错网格方法对控制方程进行离散化,发展了一种基于隐式压力修正方法的非等温天然气管道瞬变流动模型。基于天然气管道实验数据进行验证,结果表明,管道入口、中点和出口处压力及体积流量的数值模拟预测值与实测数据吻合良好,证明了所提模型和方法的准确性和适用性。在阀门关闭瞬态研究中发现,阀门关闭后管道内质量流量、压力和密度均出现波动传播,压力在阀门附近迅速上升并向管道上游传播,密度波动与压力波动的时空特征相似。基于隐式压力修正方法的非等温天然气管道瞬变流动模型能够有效模拟天然气管道瞬变流动过程，为保障管道安全运行、优化管道设计和调度管理提供了理论依据和技术参考。