內容大鋼
本書介紹了筆者及研究團隊近20年來在原油儲運水熱力過程數值模擬方面的若干科研成果，包括原油管道和原油儲罐的水熱力過程數值模擬。其中，原油管道水熱力過程數值模擬又細分為數學模型與離散求解方法、加速技術、多種輸送工況水熱力特性、在線模擬技術、運行優化和國產液體管道運行模擬軟體等。
本書可供油氣行業高等院校和科研單位的研究生、工程技術人員與研究人員參考，也可作為油氣儲運工程、能源與動力工程等專業相關課程的參考用書。
作者介紹
宇波//袁慶//韓東旭//李旺//王軍防等|責編:萬群霞//崔元春
目錄
序
前言
第1章 原油管道水熱力過程數學模型與離散求解方法
1.1 研究概況
1.1.1 正常輸送過程
1.1.2 停輸過程
1.1.3 再啟動過程
1.1.4 雙管並行敷設輸送過程
1.1.5 凍土地區管道輸送過程
1.2 數學模型
1.2.1 正常輸送過程
1.2.2 停輸過程
1.2.3 再啟動過程
1.2.4 雙管並行敷設輸送過程
1.2.5 凍土地區管道輸送過程
1.3 離散求解方法
1.3.1 正常輸送過程
1.3.2 停輸過程
1.3.3 再啟動過程
1.3.4 雙管並行敷設輸送過程
1.3.5 凍土地區管道輸送過程
1.4 小結
參考文獻
第2章 原油管道水熱力過程模擬加速技術
2.1 研究概況
2.1.1 計算規模縮減技術
2.1.2 矩陣求解加速演算法
2.1.3 高性能計算技術
2.2 「分而治之」方法
2.2.1 演算法概述與原理
2.2.2 演算法實施步驟
2.2.3 案例驗證
2.3 自適應模擬方法
2.3.1 時間步長自適應
2.3.2 空間網格系統自適應
2.3.3 數值實驗
2.4 GPU 並行計算加速技術
2.4.1 GPU 並行計算概述
2.4.2 GPU 並行計算策略
2.4.3 GPU 加速效果分析
2.5 熱油管道POD快速模擬方法
2.5.1 POD 基本理論
2.5.2 基於Galerkin投影方法的POD 低階模型構建
2.5.3 POD低階模型在熱油管道中的應用
2.6 小結
參考文獻
第3章 原油管道水熱力過程規律分析
3.1 典型輸送工況簡介
3.2 原油管道預熱投產過程規律分析
3.2.1 不同預熱投產方式規律分析
3.2.2 不同出站油溫與輸量組合對預熱效果的影響
3.3 原油管道間歇輸送過程規律分析
3.3.1 進站油溫和站間摩阻規律分析
3.3.2 不同間歇輸送方案對進站油溫的影響
3.4 原油差溫順序輸送過程規律分析
3.4.1 單條管道輸送過程規律分析
3.4.2 管道系統輸送過程規律分析
3.4.3 加熱方案的比選
3.5 雙管並行敷設輸送過程熱力規律和經濟性分析
3.5.1 加熱原油管道與成品油管道並行敷設輸送熱力規律分析
3.5.2 兩條加熱原油管道並行敷設輸送熱力規律和經濟性分析
3.6 凍土地區管道輸送過程水熱力規律分析
3.6.1 不加熱棒輸送過程水熱力規律分析
3.6.2 加熱棒輸送過程水熱力規律分析
3.7 原油管道停輸再啟動過程規律分析
3.7.1 管道停輸過程規律分析
3.7.2 管道再啟動過程規律分析
3.8 小結
參考文獻
第4章 原油管道水熱力過程在線模擬
4.1 研究概況
4.1.1 運行數據處理技術概況
4.1.2 設備模型數據融合技術概況
4.1.3 管道模型數據融合技術概況
4.2 運行數據處理技術
4.2.1 基於拉依達準則的異常數據識別
4.2.2 基於移動數據窗口多項式的缺失數據處理
4.2.3 基於移動數據窗口均值的雜訊數據處理
4.3 設備模型數據融合技術
4.3.1 動態自適應管輸設備數據融合模型構建
4.3.2 動態自適應輸油泵數據融合模型算例
4.4 管道模型數據融合技術
4.4.1 基於PID 修正的管道水熱力參數修正法
4.4.2 管道水熱力參數在線動態修正實例
4.5 在線模擬案例
4.5.1 某實際管線冷熱油交替輸送算例
4.5.2 某實際管線正反輸送算例
4.6 小結
參考文獻
第5章 原油管道運行優化
5.1 研究概況
5.2 運行優化模型
5.2.1 目標函數
5.2.2 決策變數
5.2.3 約束條件
5.2.4 模型的改進
5.3 智能優化演算法及其性能對比
5.3.1 智能優化演算法簡介
5.3.2 自適應差分進化演算法實施流程
5.3.3 智能優化演算法的性能對比
5.4 智能優化的高效計算
5.4.1 演算法高效優化策略
5.4.2 智能優化的並行化
5.5 快速智能優化技術的應用
5.5.1 加熱輸送原油管道概況
5.5.2 加熱輸送原油管道運行優化分析
5.5.3 燃料價格對最優運行方案的影響
5.6 小結
參考文獻
第6章 原油管道運行模擬軟體開發
6.1 管道模擬軟體現狀
6.2 模擬軟體設計與開發
6.2.1 軟體平台的設計與開發
6.2.2 演算法內核的設計與開發
6.3 國產液體管道雲模擬軟體介紹
6.3.1 軟體特色與功能
6.3.2 CloudLPS對比驗證
6.3.3 CloudLPS特色功能案例
6.4 小結
參考文獻
第7章 浮頂油罐流動和傳熱模擬研究
7.1 研究概況
7.2 浮頂油罐內原油流動傳熱過程物理模型
7.2.1 常見的浮頂油罐及其簡化模型
7.2.2 浮頂油罐內原油流動和傳熱物理模型
7.3 浮頂油罐內原油流動傳熱過程數學模型及定解條件
7.3.1 原油流動傳熱基本控制方程
7.3.2 邊界條件與初始條件
7.4 計算區域和控制方程離散
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