Numerical Simulation in a Dynamic Regime of Natural Gas Flow in the Pipeline Network

Document Type : Original Article

Author
Thermal Energy Department. University of Sciences and Technology Houari Boumediene. BP32. Al Alia Baba Ezzouar Algiers. Algeria
20.1001.1/jgt.2024.2015754.1031
Abstract
The purpose of this article is to present a comment manifests the pressure and flow supply in the case of consumptions in dynamic regime. The mathematical model is a system of nonlinear differential equations dealing with a compressible flow with the term of pressure drops, the temperature is considered constant and equal to that of the environment. The boundary conditions are given and the initial solution is unspecified, after the transitory solution, the periodic dynamic mode is established in a stable way. The discretization method used is that of fine differences with a structured mesh. The method of resolution is semi-implicit with a step of time which strongly depends on the number of  which ensures convergence. The chosen method is stable over time. The main results obtained are the validity of the method used to solve a dynamic problem, the precision of the calculations and the physical phenomenon which is clearly visible from the distribution of pressures and flow rates as a function of time and position.

Keywords

Subjects


Article Title Persian

شبیه‌سازی عددی در یک رژیم دینامیکی جریان گاز طبیعی در شبکه خط لوله

Author Persian

راباح هاوئی
گروه انرژی حرارتی، دانشگاه علوم و فناوری هواری بومدین، الجزیره، الجزایر
Abstract Persian

هدف از این مقاله ارائه نظری (یا روشی) برای محاسبه تأمین فشار و جریان در حالت مصرف در رژیم پویا می‌باشد. مدل ریاضی شامل سیستمی از معادلات دیفرانسیل غیرخطی است که با یک جریان تراکم‌پذیر با افت فشار سروکار دارد  که در دما ثابت و معادل با دمای محیط در نظر گرفته شده است. شرایط مرزی داده شده است و راه‌حل اولیه نامشخص است، پس از یافتن راه حل میانی یا گذرا، حالت پویای دوره‌ای به روشی پایدار برقرار می‌شود. روش گسسته‌سازی همان تفاضل محدود با یک مش (یا شبکه) ساختار یافته است. روش تفکیک نیمه ضمنی با یک مرحله زمانی است که به‌شدت به مقدار CFL آن بستگی دارد که همگرایی را تضمین می‌کند. روش انتخاب شده در طول زمان پایدار است. نتایج اصلی به‌دست‌آمده صحت روش مورد استفاده برای حل یک مسئله پویا، دقت محاسبات و پدیده فیزیکی است که به‌وضوح از توزیع فشار و نرخ جریان به‌عنوان تابعی از زمان و مکان قابل رویت است می‌باشد.

Keywords Persian

مصرف گاز طبیعی
شبکه گاز طبیعی
جریان ناپایدار
جریان تراکم پذیر
رژیم دینامیکی(پویا)
روش تفاضل محدود
  1.    Farzaneh-Gord. M et al, 2016. "Unsteady natural gas flow within pipeline network, an analytical approach” (2016) pp. 398-409. DOI:10.1016/j.jngse.2015.12.017
  2.   Hofer. P,1973."Beurteilung von fehlern in rohrnetzberechnungen", gwf-gas/erdgas, vol. 114, no. 3, 1973]
  3. Klaus A. Hoffmann et al, 1995. "Computational Fluid Dynamics for Engineers". Volume II; March 1995.
  4. Ouyang. L. B et al, 1996. "Steady-state gas flow in pipes". Journal of Petroleum Science and Engineering 14 (1996) pp137-158
  5. Pambour. K. A et al, 2015. "An integrated transient Model for simulating the Operation of Natural Gas Transport Systems". Journal of Natural Gas Science and engineering (2015)
  6. Pascal. H, 1972. "Ecoulement non permanent dans les gazoducs". Editions Technip. (1972).
  7. WangHai et al, (2011)."Transient flow simulation of municipal gas pipelines and networks using semi implicit finite volume method". Science Direct, 12(2011)217-223, doi:10.1016/j.proeng.2011.05.034.
  8. Shanbi. P et al, (2013). "The simulation of Natural Gas Gathering Pipeline Network". The Open Fuels & Energy Science Journal, 2013, 6, 18-22.