基于复合形法的提管架夹紧机构优化设计

海底管道在铺设和使用期间可能会发生泄漏、屈曲或灾难性的破坏。对损坏的海底管道进行应急维修时,要用提管架将管道提离海床,为使用其他维修设备进行维修提供作业空间。管道夹紧机构是提管架的重要机构,采用复合形法对管道夹紧机构进行优化计算,根据优化对象建立了优化数学模型;确定设计变量,建立了目标函数;建立了以不等式形式给出的约束条件;应用Matlab编写优化程序,迭代求得最优解。     

热输油管道泄漏定位技术研究

对压力波在原油管道中的传播特性和传统负压波法泄漏点定位公式进行了分析,基于负压波平均波速的方法,提出了一种新的迭代定位算法.利用该算法对管道进行泄漏定位,提高了定位精度.利用小波变换在信号处理方面的优势,对负压波信号进行去噪处理,然后捕捉压力突变点.应用效果较好,得到较精确的时间差.仿真实例证明,新迭代算法的泄漏定位精度比传统方法有较大的提高.     

基于负压波原理的管道泄漏监测软件研究

管道由于不可避免的老化、腐蚀和人为损坏等因素,有可能发生泄漏事故,管道泄漏所产生的经济损失和环境污染十分严重,因此管道泄漏的实时监测变得非常重要。文章介绍了基于负压波的输气管道泄漏监测定位软件系统,采用MATLAB语言编制了传统算法、改进算法、循环迭代算法及龙格一库塔算法的程序,通过与大牛地气田某输气管道泄漏定位实验结果的比较．表明该软件对于确定管道泄漏位置是可行的。     

海底油气集输管线网络拓扑分析

运用图论及网络分析理论，对变权网络的优化提出了解决方法，并利用这些方法对海底油气集输管网进行了优化，通过示例计算，比较了算法的优劣。得出结论：图的所有生成树结合图的加权中心，能够有效地解决了文献[1]算法的计算时间问题，并获得最优解：图的加权中心与逐步生长法思想的结合逐步构造以中心平台为汇点的费用最小的优化树，是一个比较好的方法，能保证算法在经N一1次迭代后必收敛于最优解。     

输气管道干线截断阀关断阈值研究

为解决国内输气管道干线截断阀关断阈值设置不合理问题,以某管道为例,利用SPS软件建立了管道泄漏模型,研究计算了管道参数和泄漏参数对管道泄漏点上下游截断阀处压降速率的影响,并拟合出了管道参数-压降速率关系式。研究结果表明,管道参数中的管道运行压力和泄漏参数中的泄露点位置对压降速率变化起决定性作用,其它参数影响较小;拟合出的管道参数-压降速率关系式的计算结果与仿真模拟数值计算结果吻合较好,其可为不同输气管道截断阀关断阈值合理设置提供依据。     

多算法融合管道泄漏检测预警系统试验研究

管道泄漏不仅会造成环境污染,还可能引发火灾、人员伤亡等严重后果和巨大的经济损失。传统的管道泄漏在线检测与定位系统均使用单一算法进行信号处理,漏判误判多,应用效果较差。针对目前集输管道泄漏检测准确性和灵敏度较低的现状,研究一种多算法融合的方法,通过采集管道压力、流量等多种特征信号,采用最优加权融合算法,将专家经验分析法、向量机(SVM)模式识别法、序贯概率比检测法等多种信号处理方法进行综合应用,扩展了时间和空间上的检测范围,提高了泄漏检测系统的灵敏度和可靠性。利用正常运行集输管道进行了现场泄漏应用试验,试验结果验证了多算法融合检漏方法比单一检漏方法具有明显的优越性。     

气液两相流管道泄漏瞬态模型及数值计算

气液两相流管道一旦有泄漏发生,管道压力、截面含液率及流速等参数均会发生改变,分析泄漏过程中气液两相流的瞬态变化对于探究管道泄漏特征、实施两相流管道泄漏检测与定位具有重要意义。对气液两相流泄漏过程进行瞬态分析,在双流体模型的基础上建立气液两相流泄漏系统数学模型,利用隐式差分法求解控制方程,并用C++编程计算气液两相流泄漏数值解,分析分层流条件下泄漏对管道压力、截面含液率、气液相流速等参数的影响,将数值计算结果与气液两相流泄漏实验数据进行对比。结果表明:管道泄漏后,泄漏点下游管道压力、截面含液率、气液相流速等参数值均下降,且数值计算结果与实验数据趋势一致,证明所建立的泄漏模型适用性较好。     

管道泄漏检测中实时模型法的研究

实时模型法是近年来国际上着力研究的检测管道泄漏的一种方法, 对泄漏的敏感性好,定位准确, 可对管道进行连续监测。运用此方法, 给出根据管道两端参数测量管道泄漏的数学模型, 建立了兰 成 渝管道实时地图。当输油管道发生泄漏时, 利用新建立的管道实时地图模型,可计算出泄漏点的位置, 并且实时显示在电子地图上。实验证明, 该方法对泄漏的定位精度可达到 0 72%, 当泄漏量大于 2%时, 可以发出泄漏报警。     

基于压力梯度法的天然气输送管道泄漏点定位方法

针对现有定位方法在天然气输送管道泄漏点定位时存在定位误差大,影响后续应急抢修的问题,提出基于压力梯度法的天然气输送管道泄漏点定位方法。结合天然气输送管道泄漏时压力与流量的变化特点,判断管道是否泄漏。在此基础上,利用压力梯度法计算管道泄漏点的具体位置,并做出定位预警。天然气输送管道泄漏点定位对比实验结果表明,压力梯度法的定位误差较低,定位精度较高,更具有实际应用价值。     

热油输送管道泄漏定位方法研究及其实现

原油在管道输送过程中的泄漏不仅造成资源浪费,而且会污染环境,所以长距离原油输送管道的泄漏检测和定位问题尤为重要。鉴于此,考虑我国原油在输送过程中多采用加热输送的特点,以及原油温度变化对负压力波波速的影响,在常规原油管道负压力波泄漏定位方法的基础上,提出了基于MATLAB实现数值积分并进行精确泄漏点定位的计算方法,结合实例验证了该定位方法的实用性。实际应用结果表明,该方法不仅有着很高的泄漏定位准确度,而且程序编制简捷,为热油输送管道的泄漏定位提供了准确、便捷、快速的检测手段。     

热油管道稳态运行的两级递阶优化模型

长输热油管道实现最优化运行的目的是降低输油能耗。本文在对长输热油管道的运行过程进行系统分析的基础上,利用大系统的分解原则建立了一个稳态优化运行的两级递阶模型。该模型由两级子模型构成:(1)泵组合与管路最优匹配子模型;(2)输油温度优化子模型。模型求解的算法已被编成计算机程序,它适用于一般长输热油管道。文中给出了数值计算实例。最后对模型、算法及最优解进行了讨论。     

海洋管道漂浮敷设充水下沉时的分析

本文在分析现有海洋管道漂浮敷设充水下沉模型基础上,提出了一种同时考虑海底土壤与波浪流联合作用下充水下沉时管道的分析计算模型。借助于Laplace变换处理着底段管道,利用加权余量法和解非线性方程组的Brown算法,获得了该问题的近似解。文中算例说明了有关计算过程。     

混合优化波阻抗反演方法研究

地震反演常用的线性算法具有较快的收敛速度，但是易陷入局部最优解。因此需要引进一些非线性优化算法求解全局最优解。近年来相继出现了模拟退火、遗传算法、禁忌搜索算法和混沌搜索算法等，虽然这些算法具有较强的全局优化性能，但是其计算速度慢，远远不能满足实际生产的要求。如何将上述两类算法结合起来实现优势互补成为了反演中的一个重要课题之一。文章提出的混合优化波阻抗反演方法综合了共轭梯度算法和模拟退火算法的优点，在模拟退火反演框架内加入共轭梯度迭代算法，即在模拟退火反演过程中，当目标函数值满足给定的条件时，进行一定次数的共轭梯度迭代反演，最终以模拟退火反演结果来判断其收敛性。实际计算表明，该方法不仅收敛速度快，而且抗干扰能力强，计算得到的波阻抗剖面能较好的反映地层地质特征。     

基于迭代步进值递减的果蝇优化算法在PID整定中的应用

果蝇优化算法在计算精度和运算速度上比传统方法有着显著的提高,在解空间上可以快速高效地得到全局最优解,但也极易陷入局部最优。为了获得自动电压调节器(AVR)控制系统的最佳PID参数,对果蝇优化算法进行改进,提出了一种迭代步进值递减的果蝇优化算法。使用改进的算法对AVR系统PID参数进行在线整定,仿真结果表明:改进的果蝇优化算法比原算法在PID控制器中获得了更好的控制性能,改进算法具有一定的实用价值。     

联合去噪算法在输气管道泄漏声信号中的应用

针对油气管道发生泄漏后,泄漏声信号在沿管道传播过程中必不可少的会混入噪声问题,研究了变分模态分解(VMD)在管道泄漏去噪中的应用,提出了一种基于VMD,多尺度排列熵(MPE)和小波阈值去噪(WT)的VMD-MPE-WT联合去噪算法.利用MATLAB软件在该算法对信号处理结果进行仿真分析,结果表明:对比小波去噪,VMD,...     

热油输送管道泄漏点定位算法的改进

为了提高热油输送管道泄漏负压波定位精度和效率,对负压波波速沿管程变化的定位算法进行了分析.由不等式推导出准确的泄漏点搜索区间,改进了泄漏点定位的数值计算方法.根据在管输温度范围内负压波波速与温度的近似线性关系以及原油沿程的温降规律,得到了热油输送管道泄漏点定位数学模型的解析表达式,提高了定位算法的运算效率和管道泄漏检测系统的实时性.     

高压天然气管道泄漏瞬态数值模拟研究

为建立更接近实际情况的天然气管道泄漏模型,提出将泄漏口看作管道元件进行处理,并利用节点平衡方程对泄漏口速度做瞬态求解,建立了基于高压天然气管道泄漏瞬态计算的等效模型。针对关闭ESD阀(紧急切断阀)后的管道放空阶段,将所建立的非稳态泄漏模型计算结果与TGNET软件计算结果进行对比,气体泄漏率计算误差为4.13%,管道放空时间计算误差为0.4%,满足实际工程的精度要求,验证了本文建立模型的可行性,计算结果可为制定应急预案、事故处理提供理论指导作用。     

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天然气集输管网的参数优化设计模型，属于非线性离散化最优组合问题，且目标函数具有多峰性，往往存在局部极小点，遗传算法对处理此类工程设计问题具有较大的优越性。为此，以管道建设费用为目标函数，以管道的稳态分析、各节点的流量、压力及管道的压力限制等为约束条件，建立了天然气集输管网的参数优化设计模型。采用遗传方法求解，并给出了计算机软件算法框图。利用该算法可以提高全局收敛性，从而加快系统的求解速度，并由此得到问题的最优解，是一种可取的优化算法。     

求解天然气管网运行优化问题的TDDP算法

由于天然气管网运行优化问题的非线性和非凸性,且包含了管道流量和节点压力这两种连续变量,使得求解该问题非常困难。由于动态规划算法(DP)以及由其改进形成的非序列动态规划算法(NDP)对问题的非线性和非凸性不敏感,并且可以得到全局最优解,因而得到了广泛的应用。但是DP算法只能求解长输管道运行优化问题,NDP算法虽然可以求解天然气管网运行优化问题,但是受到管网拓扑结构的限制。在分析DP和NDP算法本质的基础上,文章提出了一种基于树分解的动态规划算法(TDDP),即利用树分解先将原问题划分成为若干互相关联的子问题,再利用DP算法求解子问题。通过与遗传算法的对比,TDDP算法具有较高的计算效率和结果最优性。     

空间—波数域二维强磁场及其梯度张量数值模拟研究

基于磁位泊松方程提出了一种空间—波数混合域二维数值模拟方法。该方法将二维强磁性体磁位满足的偏微分方程通过一维傅里叶变换转化为不同波数之间相互独立的常微分方程,即将二维数值模拟问题转换为一维数值模拟问题,并利用一维有限元法进行求解,可大大降低存储需求和计算量。对求得的强磁场利用紧算子进行迭代以获得高精度近似解。算法中保留垂向为空间域,可根据需求对网格进行灵活剖分,有利于复杂条件下的模拟。另外,不同波数之间常微分方程相互独立,具有较好的并行性。算法充分利用了傅里叶变换的快速性和迭代算法的稳定性,实现了强磁场及其梯度张量的二维数值模拟。设计三个模型(水平地形下的圆柱体模型、棱柱体模型及起伏地形模型)进行计算,对文中方法数值解与解析解、COMSOL软件所得的数值解进行对比,结果表明该算法计算速度快、精度高,适用于起伏地形条件下的数值计算。