|
Oglavlenie
Predislovie
Teoriya luchshe, chem ee izlozhenie.
Zakon Vudvarda Predlagaemaya vnimaniyu chitatelej kniga posvyaschena detal'nomu opisaniyu metodov postroeniya i chislennogo analiza visokotochnikh matematicheskikh modelej transportirovaniya gazovikh smesej, mnogokomponentnikh zhidkostej i gazozhidkostnikh sred po sistemam protyazhennikh truboprovodov ili kanalov. Material monografii v polnoj mere otrazhaet tochku zreniya avtorov na podkhodi k resheniyu dannoj problemi v sovremennikh usloviyakh. On soderzhit izlozhenie metodov i algoritmov, kotorie ne tol'ko nashli primenenie pri reshenii aktual'nikh proizvodstvennikh zadach truboprovodnogo transporta, mashinostroeniya i energetiki, no i prodemonstrirovali visokuyu effektivnost' i nadezhnost'. V osnovu vsekh predstavlennikh nizhe metodov i algoritmov polozhen edinij podkhod, baziruyuschijsya na polozheniyakh rasshirennoj kontseptsii chislennogo modelirovaniya magistral'nikh truboprovodnikh setej, sformulirovannoj V.E.Seleznevim. Soglasno etoj kontseptsii pri perekhode ot bazovikh uravnenij mekhaniki gazov i zhidkostej k matematicheskim modelyam funktsionirovaniya truboprovodnikh ili kanal'nikh sistem shiroko primenyalos' pravilo minimizatsii glubini neobkhodimikh uproschenij i dopuschenij. Soblyudenie dannogo pravila sposobstvuet maksimal'no vozmozhnomu sokhraneniyu iskhodnoj teoreticheski i eksperimental'no obosnovannoj approksimatsii real'nikh fizicheskikh protsessov bazovimi matematicheskimi modelyami mekhaniki sploshnikh sred. V to zhe vremya ono ogranichivaet izlishnyuyu podrobnost' (sootvetstvenno i slozhnost') konkretnoj modeli. Eto proiskhodit v rezul'tate isklyucheniya iz modeli opisanij otdel'nikh sostavlyayuschikh protsessov, nichtozhnost' vliyaniya kotorikh na obschuyu fizicheskuyu kartinu techeniya sredi v magistral'nikh truboprovodakh ili kanalakh v ramkakh reshaemoj zadachi yavlyaetsya nauchno obosnovannoj. Nalichie edinogo podkhoda k razrabotke metodov postroeniya i analiza modelej techenij v truboprovodakh i kanalakh suschestvenno uproschaet ikh izuchenie, pozvolyaya chitatelyu bez osobikh zatrudnenij modifitsirovat' opisannie v knige (ili stroit' novie) matematicheskie modeli techenij, spetsial'no orientirovav ikh na reshenie konkretnikh prakticheskikh zadach. Sleduet otmetit', chto v monografiyu ne voshli kriticheskie sravneniya predlagaemikh metodov modelirovaniya s drugimi razrabotkami, a takzhe primeri ikh testirovaniya i proizvodstvennogo primeneniya. Takoj podkhod k predstavleniyu materiala ob'yasnyaetsya tem, chto informatsiya po perechislennim aspektam uzhe bila dostatochno polno i detal'no privedena v predshestvuyuschikh rabotakh avtorov, vklyuchennikh v spisok tsitiruemikh v knige istochnikov. Poetomu ee dublirovanie v dannoj publikatsii predstavlyaetsya izlishnim. Tekst monografii razdelen na sem' glav i tri prilozheniya. Pri etom svishe 25% materiala publikuetsya vpervie, esche okolo 60% materiala bilo pererabotano i dopolneno po sravneniyu s predshestvuyuschimi publikatsiyami avtorov knigi. Pervaya glava monografii posvyaschena izlozheniyu metoda postroeniya matematicheskikh modelej dlya polnogo spektra rezhimov neizotermicheskikh techenij razlichnikh sred po nerazvetvlennim rel'efnim magistral'nim truboprovodam. V kachestve transportiruemikh produktov v glave rassmatrivayutsya odnokomponentnij gaz, mnogokomponentnaya gazovaya smes', mnogokomponentnaya zhidkost' i gazozhidkostnaya smes', vklyuchaya nen'yutonovskie zhidkie fazi i suspenzii. Pri etom ves' spektr rezhimov dvukhfaznikh techenij uslovno predstavlyaetsya v vide razlichnikh sochetanij trekh obobschennikh struktur techeniya: rassloennoj, probkovoj i kol'tsevoj. Takzhe v glave 1 dostatochno podrobno opisivaetsya podkhod k modelirovaniyu transportirovaniya gazov v podvizhnom truboprovode. Eta zadacha aktual'na pri analize i prognozirovanii posledstvij avarijnikh situatsij, soprovozhdayuschikhsya visokoamplitudnim bieniem razorvavshikhsya gazoprovodov visokogo davleniya v razlichnikh tekhnicheskikh ustrojstvakh i sistemakh. Material pervoj glavi dopolnyaetsya prilozheniem 1. V etom prilozhenii rassmatrivayutsya prakticheskie aspekti polucheniya po metodu S.N.Pryalova raschetnikh otsenok gidravlicheskikh soprotivlenij treniya v trubakh pri chislennom modelirovanii transportirovaniya gazoobraznikh i zhidkikh produktov po truboprovodnim sistemam. Vtoraya glava predstavlyaet vnimaniyu chitatelej universal'nij sposob postroeniya matematicheskikh modelej techenij sred v protyazhennikh razvetvlennikh truboprovodakh. Pri etom material glavi razdelyaetsya na tri chasti, posvyaschennie sootvetstvenno modelirovaniyu transportirovaniya gazovikh smesej, mnogokomponentnikh zhidkostej i gazozhidkostnikh sred. Posledovatel'nij perekhod ot rassmotreniya odnoj chasti k drugoj v napravlenii vozrastaniya slozhnosti ob'ekta modelirovaniya pozvolyaet chitatelyu detal'no razobrat'sya v suti predlagaemogo sposoba razrabotki modelej techenij v uzlakh razvetvleniya truboprovodov. Osnovnoe soderzhanie vtoroj glavi illyustriruetsya prilozheniem 2. V nem privoditsya variant "al'ternativnoj" zapisi uslovij sopryazheniya parametrov gazodinamicheskikh potokov v uzle razvetvleniya truboprovodov. Eto pozvolyaet prosledit' vzaimosvyaz' predlagaemogo vo vtoroj glave sposoba postroeniya modelej s traditsionnim podkhodom k modelirovaniyu transportnikh potokov v sochleneniyakh magistral'nikh truboprovodov. Tret'ya glava posvyaschena rasprostraneniyu metodologii iz glav 1 i 2 na razrabotku visokotochnikh matematicheskikh modelej neizotermicheskikh neustanovivshikhsya techenij mnogokomponentnikh teploprovodnikh zhidkostej po magistral'nim setyam razvetvlennikh kanalov s otkritim ruslom. V nemaloj stepeni vklyuchenie glavi 3 v nastoyaschuyu monografiyu ob'yasnyatsya chasto vstrechayuschimisya zabluzhdeniyami o zavershennosti teorii v oblasti chislennogo modelirovaniya techenij v setyakh protyazhennikh kanalov c otkritim ruslom. K sozhaleniyu, nesmotrya na mnogoobrazie publikatsij po dannomu voprosu, najti matematicheskie modeli, adekvatno opisivayuschie techeniya mnogokomponentnikh sred po protyazhennim razvetvlennim sistemam ukazannikh kanalov, i algoritmi ikh chislennogo analiza, prigodnie dlya prakticheskogo primeneniya v komp'yuternikh sistemakh real'nogo vremeni, krajne zatrudnitel'no. V etoj glave bila predprinyata popitka resheniya dannoj problemi. Takzhe neobkhodimo podcherknut', chto naryadu s polucheniem prakticheski znachimoj informatsii prochtenie glavi 3 budet sposobstvovat' uglubleniyu vospriyatiya soderzhaniya glav 1 i 2. V knige material tret'ej glavi dopolnyaetsya prilozheniem 3, v kotorom opisivayutsya podkhodi k chislennoj otsenke znachenij koeffitsienta Shezi. V chetvertoj glave daetsya detal'noe opisanie sposobov chislennogo analiza matematicheskikh modelej, metodi postroeniya kotorikh bili rassmotreni v glavakh 1–3. Pri etom izlagaetsya postroenie razlichnikh klassov raznostnikh skhem, vklyuchaya skhemi povishennogo poryadka approksimatsii, v tom chisle polnost'yu konservativnie splajn-skhemi. Naryadu s analizom sobstvenno raznostnikh skhem v etoj glave obsuzhdayutsya sposobi chislennoj realizatsii granichnikh uslovij v sluchae primeneniya konservativnikh raznostnikh skhem i algoritmi postroeniya neravnomernikh po dline truboprovodov fiksirovannikh raznostnikh setok. Osoboe vnimanie v glave udelyaetsya otnositel'no novomu variantu metoda lagranzhevikh chastits, primenyaemomu dlya analiza techeniya mnogokomponentnikh teploprovodnikh sred pri nalichii kak linejnikh, tak i kol'tsevikh skhem dvizheniya. Po suti, rassmatrivaemij metod yavlyaetsya spetsializirovannoj modifikatsiej podkhoda k resheniyu giperbolicheskikh differentsial'nikh uravnenij v chastnikh proizvodnikh izvestnim metodom kharakteristik. V pyatoj glave soderzhitsya predstavlenie sposobov postroeniya matematicheskikh modelej kranovikh ploschadok (vklyuchaya otdel'nie krani), avtomaticheskikh regulyatorov davleniya, techenij pri razrivakh gazoprovodov, a takzhe varianta metoda operativnogo obnaruzheniya i lokalizatsii razrivov mnogonitochnikh gazoprovodov. V shestoj glave rassmatrivayutsya sposobi modelirovaniya protsessov transportirovaniya prirodnogo gaza cherez kompressornie tsekha i kompressornie stantsii v tselom, vklyuchaya pompazhnie yavleniya. Otdel'nie razdeli dannoj glavi posvyascheni metodam optimizatsii kvazistatsionarnikh i neustanovivshikhsya rezhimov transportirovaniya prirodnogo gaza cherez kompressornuyu stantsiyu. V sed'moj glave izlagayutsya klyuchevie aspekti modelirovaniya i optimizatsii rezhimov transportirovaniya prirodnogo gaza po setyam magistral'nikh i/ili raspredelitel'nikh gazoprovodov. Osoboe mesto v etoj glave zanimaet opisanie dvukh ideologicheski rodstvennikh metodov, a imenno metoda nastrojki integrirovannikh modelej gazoprovodnikh sistem na real'nie parametri setej truboprovodov i metoda chislennogo analiza razbalansov v postavkakh prirodnogo gaza po truboprovodnim setyam (ustanovivshiesya i neustanovivshiesya rezhimi). V osnove dannikh metodov lezhat podkhodi matematicheskoj teorii identifikatsii i nelinejnogo programmirovaniya. Numeratsiya risunkov, formul i tablits imeet privyazku k glavam i prilozheniyam. Pri etom vnutri glavi pervaya tsifra nomera (tsifra do razdelitel'noj tochki) oznachaet nomer glavi, a vnutri prilozheniya pervaya tsifra nomera posle indeksa "II" – nomer prilozheniya. V zaklyuchenie avtori monografii virazhayut glubokuyu priznatel'nost' Vladimiru Vasil'evichu Aleshinu, Vladimiru Vladimirovichu Kiselevu i Alekseyu Sergeevichu Komissarovu za uchastie v diskussiyakh po otdel'nim glavam knigi i sdelannie pri etom tsennie zamechaniya. Avtori iskrenne blagodaryat Irinu Alekseevnu Skitevu za organizatsiyu i soprovozhdenie rabot po oformleniyu i izdaniyu monografii. Sentyabr' 2011 g., g.Sarov V.E.Seleznev, S.N.Pryalov
Ob avtorakh
Doktor tekhnicheskikh nauk, professor. Okonchil s otlichiem Khar'kovskij aviatsionnij institut v 1985 g. Posle okonchaniya instituta do 2006 g. rabotal v Rossijskom federal'nom yadernom tsentre – Vserossijskom nauchno-issledovatel'skom institute eksperimental'noj fiziki (g.Sarov) v oblasti sozdaniya voennoj tekhniki, a takzhe v oblasti matematicheskogo modelirovaniya ob'ektov slozhnikh energeticheskikh sistem grazhdanskogo naznacheniya. S 2006 g. po nastoyaschee vremya zanimaetsya resheniem problem visokotochnogo chislennogo modelirovaniya ob'ektov energetiki i truboprovodnogo transporta v ramkakh chastnikh kompanij. Professional'nie interesi: vichislitel'naya gidromekhanika, teoriya goreniya i matematicheskaya optimizatsiya. Avtor bolee 200 nauchnikh rabot, v tom chisle 12 monografij na russkom i anglijskom yazikakh. Sergej Nikolaevich PRYaLOV Kandidat tekhnicheskikh nauk. Okonchil s otlichiem Moskovskij gosudarstvennij inzhenerno-fizicheskij institut v 1998 g. Posle okonchaniya instituta do 2006 g. rabotal v Rossijskom federal'nom yadernom tsentre – Vserossijskom nauchno-issledovatel'skom institute eksperimental'noj fiziki (g.Sarov) v oblasti matematicheskogo modelirovaniya gidrodinamicheskikh protsessov v truboprovodnikh i kanal'nikh sistemakh toplivno-energeticheskogo kompleksa. S 2006 g. po nastoyaschee vremya zanimaetsya visokotochnim chislennim modelirovaniem ob'ektov energetiki i truboprovodnogo transporta v ramkakh chastnikh kompanij. Professional'nie interesi: mekhanika gazov i zhidkostej, chislennie metodi mekhaniki. Avtor bolee 120 nauchnikh rabot, v tom chisle 7 monografij na russkom i anglijskom yazikakh. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||