Анализ распространения волн в подземных газопроводах применительно к задаче проектирования систем мониторинга
Автор: Цветков Роман Валерьевич, Шардаков Игорь Николаевич, Шестаков Алексей Петрович
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 3 т.6, 2013 года.
Бесплатный доступ
Настоящая работа посвящена моделированию динамических процессов, протекающих в подземных газопроводах, что является первым этапом построения системы интеллектуального деформационного мониторинга, позволяющего осуществлять безопасную эксплуатацию контролируемого объекта. С механической точки зрения подземный газопровод представляет собой систему трех взаимодействующих сред: газа, трубы и грунта. При динамических воздействиях, воспринимаемых газопроводом, возникают волновые процессы, которые в каждом из его компонентов существенно отличаются по своим параметрам. На основе анализа численных решений ряда модельных задач установлены закономерности распространения волн в газе, трубе и грунте. Этот анализ позволил определить типы воздействий на газопровод и деформационные параметры, которые наилучшим образом отражают характер волновых процессов в системе и могут быть зафиксированы системой мониторинга.
Мониторинг, подземный газопровод, моделирование, конечные элементы, волны
Короткий адрес: https://sciup.org/14320688
IDR: 14320688 | УДК: 539.3:534-18
Analysis of wave propagation in underground gas pipelines in the context of the problem of designing the intelligent monitoring systems
The study is devoted to modeling of dynamic processes occurring in the underground natural gas pipelines, which is the first stage in the process of designing the intellectual monitoring systems providing their safety operation. From the mechanical viewpoint the underground pipeline is a system of three interacting media: gas, pipe and soil. The pipeline is subjected to the action of various dynamic forces, which initiate wave processes in each of its components. These processes differ essentially in structure and their response to the action of the environment. The analysis of numerical solutions of several model problems has been carried out to estimate the effect of environment on the process of wave propagation in the gas medium and in the pipe. The results of calculations allowed us to determine the types of actions on the pipeline and the deformation parameters, which most closely reflect the wave processes in the system and can be recorded by the monitoring system.
Список литературы Анализ распространения волн в подземных газопроводах применительно к задаче проектирования систем мониторинга
- Богоявленская В.А. Математическое моделирование деформационных процессов земной поверхности в районах вулканической деятельности для организации мониторинга//Вестник ННГУ. -2011. -№ 4-2. -С. 394-395.
- Цветков Р.В., Шардаков И.Н., Шестаков А.П. Система мониторинга неравномерных осадок сооружений с использованием ip-камер//Вестник Волгогр. гос. архит.-строит. Унив. Сер.: Стр-во и архит. -2013. -№ 30(49). -С. 95-101.
- Цветков Р.В., Шардаков И.Н. Моделирование деформационных процессов в системе «грунтовое основание-фундамент-здание» при наличии карстовых явлений//Вычисл. мех. сплош. сред. -2010. -Т. 3, № 3. -С. 102-106.
- Кутуков С.Е. Проблема повышения чувствительности, надежности и быстродействия систем обнаружения утечек в трубопроводах//Нефтегазовое дело. -2004. -Т. 2, № 1. -С. 29-45. (URL: http://www.ngdelo.ru/2004/29-45.pdf).
- Султанов Р.Г., Уразов Р.Г., Мугафаров М.Ф. О повышении точности определения места повреждения трубопровода//Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». -2012. -№ 3. -С. 128-135. (URL: http://www.ogbus.ru/authors/SultanovRG/SultanovRG_1.pdf).
- Бочкарев Н.Н., Курочкин А.А. Вибродиагностический контроль движения внутритрубных объектов в магистральных газопроводах//Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». -2012. -№ 5. -С. 86-98. (URL: http://www.ogbus.ru/authors/Bochkarev/Bochkarev_1.pdf).
- Gazis D.C. Three-dimensional investigation of the propagation of waves in hollow circular cylinders. I. Analytical foundation//J. Acoust. Soc. Am. -1959. -V. 31, N. 5. -P. 568-573.
- Стретт Дж.В. (лорд Рэлей) Теория звука. Т. 2. -М.: ГИТТЛ, 1955. -476 с.
- Филиппенко Г.В. Энергетические аспекты осесимметричного распространения волн в бесконечной цилиндрической оболочке, полностью погруженной в жидкость//Вычисл. мех. сплош. сред. -2013. -Т. 6, № 2. -С. 187-197.
- Kwak M.K. Free vibration analysis of a finite circular cylindrical shell in contact with unbounded external fluid//J. Fluid. Struct. -2010. -V. 26, N. 3. -P. 377-392.
- Новацкий В. Теория упругости. -М.: Мир, 1970. -256 с.
- Гринченко В.Т., Вовк И.В., Мацыпура В.Т. Основы Акустики. -Киев: Наукова думка, 2009. -640 с.
- Михлин С.Г. Вариационные методы в математической физике. -М.: Физматгиз, 1970. -512 с.
- Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. -М.: Мир, 1975. -543 с.
