探索双层法在管网流量压力计算中的应用

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1、北京化工大学硕士学位论文双层法在管网流量压力计算中的应用姓名：冯述华申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：王健红20040515j匕京化工大学硕士学位’沦文双层法在管网流量压力计算中的应用摘要在化工装置动态仿真系统和电力装置仿真系统的开发研究与应用中，其管网模型与求解是整个系统的关键。流体网络系统结构复杂、变化多样。流体的压力和流量响应特性具有较强的非线性，若网络拓扑结构稍有不同，其网络特性便有可能有很大的差别，而且流体压力具有扰动双向传播、响应速度快的特点，导致流体网络系统数学模型中各个方程之间的耦合关系较强，

2、给数学模型求解带来很大的困难。本文的研究运用邻接矩阵描述化工流程中管道网络拓扑结构，通过分析网络中串、并、分、汇四种基本拓扑特征来识别管网，采用双层法来求解管网流量压力。根据以上研究结果成功地研制出一套应用软件，有效地实现了多分支流体网络自动识别与求解，即模拟软件系统可直接由流程图识别拓扑结构并自动建模与求解管路的流量压力。利用该软件，只需输入管道网络的邻接矩阵，即可自动产生流量压力分布计算的数学模型并进行实时动态求解。应用于某TDI装置动态流程模拟项目的实践、检验，证明了该算法的可靠性和实用性。关键词双层法，流体网

3、络，邻接矩阵，自动建模叠氇瞪：哲。哥姊同纛铂垒文公布j匕京化工大肖明孤士学位论文TWO．TIERAPPRoACHCALCULATlONANDAPPLICATIoNFoRFLOWANDPRESUREINPIPELINESABSTRACTFlownetworkmodelandsolutionisanimportantsubjectinthefieldofchemicalprocesssimulationandelectricalpowersimulation．Thestructureofflownetworkiscomp

4、licatedanditsflowanditspressureishighlynon—liner．AndthenetworkcharacteristicissensitivetotheTopologystructure．Theyleadtothedifficultyofauto。modelingandcalculatingforflowandpressureInthispaperthetopologystructureforflownetworkisdescribedasadjacencymatrix．Andthes

5、trategytoidentifyflownetworkisstudiedinfoursorts—series，parallel，branchandmixing，thencalculatetheflowandpressurebytwo—tierapproach．Usingtheaboveresearch，thispaperputsforwardthealgorithmforauto—modelingandcalculatingforflowandpressureofchemicalpipelines．Asetofap

6、plicationsoftwarehasbeendevelopedsuccessfully．Afteradjacencymatrixofflownetworkisinputted，thesoftwareCanbeemployedtogeneratethemodelofflownetworkautomaticallyandquickly．ThesoftwareistestedwellinmanyprocessBj匕京化工大掌硕士学位’论’文simulationssuchastherealtimedynamicproce

7、sssimulationofaTDIplant，andshowsitisreliableandpracticalKEYWORDStwo-tierapproach，adjacencymatrix，automaticallymodeling，topologystructureC北京化工大学学位论文原创性声明Y60200,‘本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集

8、体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：；马奎绎2口口≯年乡月／多日j匕京化工大学硕士掌位论文符号符号说明意义说明起于结点vp，止于结点v。有向线A日结点i两端的压差结点i两端的流量结点i两端的阻力节点存储的流体质量，即持料量支路m上的流体质量流量时间变量与节点相连的管路总数节点与管路m之间的连