燃气管网水力计算研究

燃气管网水力计算存在虚平衡现象、叠代计算不收敛、压缩机供气管网水力计算未考虑压缩机实际工作曲线等问题.为此,引入开环能量方程解决用解环状方程法进行定压多气源点供气管网水力计算时存在虚平衡的问题;通过分析找出摩擦阻力系数在流态分区点不连续是造成不收敛的原因,对管道中燃气流动状态分区点采用插值法,解决在叠代过程中可能因摩擦阻力系数不连续导致叠代流量在分界点来回振荡造成的不收敛问题;引用虚气源点法解决压缩机供气管网的水力计算问题.     

压缩机供气的燃气管网水力计算

本文分析了目前国内在压缩机供气管网水力计算中未考虑压缩机工作状态的问题,提出将压缩机工作特性曲线引入燃气管网水力计算中,使水力计算结果与管网实际运行工况保持一致,为供气调度和管网设计提供可靠的理论依据。     

Loubignac叠代过程中的自然边界条件

Loubignac叠代法给出连续的位移场和连续的应力场,且其计算结果较经典的位移有限元更精确。文献〔1〕、〔2〕建议在叠代过程中强加自然边界条件来提高计算结果精度和加速收敛。本文阐明,按照最小势能原理,我们不应在叠代过程中强加自然边界条件。数字试验表明,强加自然边界条件有可能降低计算结果精度,减低收敛速度,并可能使叠代不收敛。     

蚂蚁算法与拟牛顿法嫁接求解管网数学模型

管网水力计算的问题可归结为联立求解连续性方程、能量方程和压降方程.牛顿法是求解非线性方程组的一个经典方法,但当初值选择不好时,有可能不收敛.将新型的仿生算法———蚂蚁算法引入到求解管网数学模型中.利用拟牛顿法与蚂蚁算法相互之间较强的互补性,提出了求解供水管网微观数学模型的新算法———嫁接法.计算表明,嫁接法结合了蚂蚁算法与拟牛顿法各自的优点,计算速度快,效果良好.     

天然气管网经济效益研究与系统设计

我国天然气管网已经形成全国性供气网络,管网在保证全国供气的可靠性与连续性等方面具有重要意义。然而,管网存在诸多问题有待解决:天然气调度复杂、输配任务繁重;管网进出气点、分输点、管线、输配气场站数量众多;管径规格、压力等级差异大,现有调配制度仍以进出气平衡为主要标准,未能充分考虑用户、输气效益等问题。因此,研究了各管网公司管输费计算、最佳输气路线计算,并引入改进的单纯型法优化现有输气方案,同时开发出了相应软件便于工作人员使用,为该管网安全可靠经济的输气性运营提供支撑。     

三维Laplace方程的虚边界配点求解法

针对三维Laplace方程的几种边值问题,采用基于单层位势和双层位势2种方式,利用分布在虚拟边界上的密度函数和矩密度函数,建立三维Laplace方程的虚边界元计算公式,并用常单元和等额配点法计算.该方法避免了传统边界元法中奇异积分的计算,采用较少的边界节点即可达到较高的精度.数值算例证明了此方法的有效性和可行性.     

图论法研究多水源管网供水分区

目的为了从整体上把握供水管网各水源供水区域的范围,对多水源管网进行供水分区,使得各水源的供水区域可视化.方法从供水管网是一种图的观点出发,基于管网水力计算的平差结果,根据图论原理,生成供水管网流向图的邻接矩阵;在邻接矩阵的基础上搜索水源点的供水情况,形成判断出水源的供水分界点矩阵,进而确定了各水源的供水区域;利用Visual Basic和MapInfo联合编程技术将该方法进行程序编制.结果通过调用复杂多水源管网进行算例分析,实现了多水源管网供水分区的可视化显示.可以从管网总体上获得各个供水区域的范围、大小和分区的具体位置.结论对运行管理人员进行管网水量调配和设计人员进行管网改造具有指导作用.有效解决了多水源管网供水分区的问题,而且该方法具有算法简单可靠、程序编制简单、适用范围广、集成化程度高等特点.     

解决一维线性扩散方程逆问题的一种迭代方法

从函数逼近论的观点出发，利用扰动法和正则化方法对扰动量进行优化，从而得到一种解决－维线性扩散方程逆问题近似数值解的迭代方法．数值计算表明：这种选代方法可行、收敛速度快．     

泊松问题的无网格解法

利用线性系统的叠加原理提出了一种基于虚边界配点的无网格解法用于位势问题的数值计算.该算法通过把求解函数分为齐次解和特解2部分,对特解采用局部径向基函数近似,对齐次解采用虚边界配点的方法处理.采用虚边界配点,不需要边界单元积分,避免了普通边界元解法中边界奇异积分的复杂计算,也不需要额外的方程来计算域内物理量.最后通过具体的算例检验了所提算法的有效性和可行性,数值结果和解析解取得了较好的吻合.     

混合料配合比矿料组成设计的改进正规方程法

为解决正规方程法进行混合料配合比组成设计时出现负数解及混合料级配超出理论界限范围的问题，采用迭代算法.先按普通正规方程法计算矿料组成比例系数，将得到的混合料级配作为目标级配初始值，当矿料组成比例系数为负数时则取消对应的矿料，对超出理论级配范围上限或下限的目标级配值则强制调整为相应的界限值，根据修正后的目标级配再利用普通正规方程法计算新的矿料组成比例系数，将得到的新混合料级配作为新的目标级配，通过迭代计算最终得出完全满足理论设计级配范围要求的解，其结果与采用二次规划法的计算结果完全相同.改进后的正规方程法算法简单明了、应用方便；计算结果收敛、稳定，具有良好的工程实用性.     

输气管网的静态仿真研究与系统设计

随着输气管网技术的不断发展,计算机仿真技术在输气管网上的应用也不断加大。把仿真模型与计算机模拟相结合,可以有效地应用到实际生产中,真实地表现天然气输气管网内气体的流动规律,确保天然气输气管网合理、优化地运行。在全面、系统地研究TGNET、SPS等软件的基础上,使用当前天然气物性计算最精确的方程式MBWRS状态方程,以及四阶龙格-库塔法(Runge-Kutte)来求解输气管网的稳定流动微分方程组。并以C#软件为工具,结合相关软件的优势,充分考虑初始和边界条件及输气管网的焦耳-汤姆逊效应等,开发了仿真软件,更适用于压缩机、管道、阀门、气田等组成的多气源任意管网。与TGNET软件相对比可知,计算结果可信度较高,可作为非稳态流动模拟的初始值,具有较高的工程应用价值。     

分段函数于分界点处求导方法之探讨

本文提出了一种在一定条件下通过考虑分段函数于分界点左右两侧导函数相应的单侧极限以求其于分界点处导数的方法     

含电转气的电—气互联综合能源系统低碳经济运行

针对当前电力系统中弃风现象严重以及二氧化碳排放量高的问题,提出一种含电转气的电—气互联综合能源系统低碳经济调度模型,引入经济折算系数将二氧化碳排放量折算到经济维度和系统的运行成本共同组成综合成本最低的目标函数,并考虑含电转气的电力系统及天然气系统的能流模型与安全约束,用内点法予以求解。采用修改的IEEE 30节点电力系统和比利时20节点天然气网络进行算例分析,通过比较4种不同模型下的综合成本与二氧化碳排放量,验证所提模型能有效兼顾系统运行的低碳性和经济性,同时大大提高消纳风电能力。取不同经济折算系数会得到低碳性与经济性不同侧重的最优调度结果。     

Performance analysis and improvement of a high flow coefficient centrifugal compressor

Very high flow coefficient centrifugal compressor stages are mostly applied as the first stages of multistage compressors.The performance of this type of stages is critical to the entire centrifugal compressors,but surprisingly little related information is available in the open literature.A centrifugal compressor with high inlet flow coefficient of 0.2,presenting a narrow operating range and unstable running situation even at design speed during the test,is investigated here.To reveal flow details in this centrifugal compressor,numerical simulations have been carried out and indicate that excessive impeller flow diffusion results in the poor performance of this centrifugal compressor.With the same inlet flow coefficient,six redesign cases coming from an in-house one-dimensional analysis program are proposed together with impeller trimming and equal flow area design method for corresponding vaneless diffuser.Performance comparison among these redesign centrifugal compressors is presented and the most suitable one is recommended for test in the future.In addition,three redesign cases with lower inlet flow coefficient developed by means of flow trimming are shown in the end to satisfy potential application areas.Finally,the results in this study can provide valuable reference information for multistage centrifugal compressor design.     

倾斜放置平行平板缝隙流的求解方法

随着流体传动和控制在机械领域中的广泛应用，正确分析和计算流体在流动中的粘性阻力，成为重要的课题。本文对不同边界条件下，倾斜放置的平板之间的层流缝隙流动给出了速度分布、粘性阻力、摩擦系数和沿程损失系数的计算公式，为正确、方便地计算倾斜放置的平行平板间流动提供了理论分析和计算的依据。     

基于神经网络的TWTA非线性校正方法

用于卫星转发器的高功率行波管放大器（TWTA）是非线性放大器,由于常工作在饱和状态导致非线性失真很严重．针对这种非线性变换特性,提出了一种基于神经网络的新的校正方法,主要步骤包括样本数据的预处理、网络结构的设计、采用LM算法进行网络训练,以及利用训练好的模型进行AM／PM或AM／AM校正等．通过仿真实验和对比分析表明,基于神经网络的校正方法优于传统校正方法,校正结果与真实值吻合程度高．     

基于BP神经网络的城市燃气管网泄漏定位

运用BP神经网络的模式识别功能,对城市燃气管网泄漏进行定位,并应用MATLAB语言编写了泄漏定位的计算机程序。以某城市燃气管网泄漏为例,采用水力计算软件模拟泄漏工况,将泄漏数据代入程序进行泄漏定位,结果验证了BP神经网络应用于城市燃气管网泄漏定位的可行性。     

网络图自动生成器的设计

本文论述了在网络活动逻辑关系已知的情况下,由计算机绘制网络图时应解决的几个关键性问题。文中首先介绍了一种自动处理网络逻辑关系的原理,其次介绍了生成网络图象的方法,最后给出了一个应用实例。