شبیه‌سازی عددی جریان تراکم‌پذیر گذرا درون خطوط لوله طویل انتقال گاز طبیعی ‏با استفاده از یک الگوریتم موازی مناسب

Abstract

یکی از مسائل مطرح و مورد توجه در صنعت گازرسانی، تحلیل جریان گذرای گاز طبیعی درون خطوط لوله انتقال می‌باشد. با وجود مطالعات صورت گرفته، هنوز دقت و زمان محاسبات به عنوان دو چالش مهم در این زمینه مطرح هستند. در این مقاله، طراحی یک الگوریتم موازی جهت شبیه سازی عددی جریان هم دما و غیرهم‌دمای گاز مطرح شده است. تحلیل عددی جریان با استفاده از روش اختلاف محدود ضمنی تجزیه بردار شار استیگر- وارمینگ صورت پذیرفته‌ است. موازی سازی مسئله نیز به‌روش انتقال پیام با کتابخانه MPI انجام شده است. به منظور نشان دادن قابلیت‌های برنامه کامپیوتری توسعه داده شده، دو مسئله شامل جریان درون دو خط لوله با شرایط متفاوت تحلیل و صحت سنجی شده است. در انتها، پس از صحت سنجی نتایج، معیارهای عملکرد روش پیشنهادی مثل زمان محاسبات، کاهش زمان به دست آمده و میزان افزایش سرعت از نتایج شبیه ‌سازی استخراج شده اند. بررسی نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که با استفاده از پردازش موازی می‌توان تا حد زیادی زمان محاسبات جریان درون خطوط لوله انتقال گاز طویل را کاهش داد. علاوه بر این، با به کارگیری این روش در شبکه‌های محاسباتی ریز نسبت به شبکه های درشت، کارایی الگوریتم موازی افزایش می‌یابد.