تدوین هسته محاسباتی نرمافزار شبیه ساز توزیع گاز طبیعی در شبکه های گاز شهری

در این مقاله شبیه سازی جریان گاز طبیعی در خطوط لوله شبکه گازرسانی شهری مورد مطالعه و بررسی قرارگرفته است. در پژوهش حاضر جریان درون خطوط لوله به صورت دایم، تراکمپذیر و سیال عامل گاز طبیعی در نظر گرفته شده است. نتیجه تدوین کدی در دسترس است که بتواند شبکه های گازرسانی شهری را شبیه سازی کند. همچنین برنامه ای که تدوین شده حداقل حافظه را از سیستم اشغال خواهد کرد. حل مسیله شبکه لوله ها شامل تعیین میزان جریان در لوله ها، مقدار سرعت در ابتدا و انتهای لوله ها و میزان فشار در نودها و اتصالات است که با در دست داشتن ساختار شبکه، ابعاد فیزیکی لوله ها، مقدار فشار در ابتدای شبکه و خواص فیزیکی سیالی که در شبکه جریان دارد محاسبه می شوند. در ابتدا معادلات حاکم بر یک خط لوله ای که بین دو نود قرارگرفته و رابطه ای بین فشار(هد) در دو سر خط لوله (نودها) و دبی آن خط لوله است آورده شده است. سپس معادلات تکتک لوله ها که معادلات غیرخطی هستند را نوشته و آنها را به صورت کوپل حل کنیم. با توجه به روش نیوتن رافسون کوپل معادلات غیرخطی را به صورت همزمان حل خواهیم کرد. در آخر برای یک مورد شبکه نمونه بعد از همگرایی و به دست آوردن جواب دقیق برای مقادیر هد(فشار) موجود در نودها، مقادیر دبی درلوله ها و همچنین مقادیر سرعت در ابتدا و انتهای تمامی لوله ها(خطوط) شبکه را به دست آورده ایم.