تحلیل منابع خطا در شبیه سازی جریان گذرا در خطوط لوله با استفاده از روش ماتریس انتقال در حوزه فرکانس

جریان‌های گذرا را می‌توان علاوه بر تحلیل در حوزه‌ی زمان در حوزه‌ی فرکانس نیز تحلیل کرد. از مزایای استفاده از حوزه‌ی فرکانس وابسته نبودن این حوزه به تقسیمات مکانی و زمانی است. همین عامل سبب کاهش زمان انجام محاسبات می‌شود. برای تحلیل جریان‌های گذرا در حوزه‌ی فرکانس باید ترم‌های غیر‌خطی معادلات حاکم و شرایط مرزی خطی شوند. همین عامل سبب بروز خطاهایی در خروجی حوزه‌ی فرکانس نسبت به مدل دقیق روش خطوط مشخصه (moc) می‌شود. شناخت تاثیر هر‌یک از ترم‌های غیر‌خطی به صورت جداگانه در خطای ایجاد شده در حوزه‌ی فرکانس باعث بینش بیش‌تر نسبت به این حوزه و زمینه‌ساز فعالیت‌های آتی برای بهبود این حوزه می‌شود. در این تحقیق با استفاده از یک سیستم مخزن لوله شیر (rpv) که به صورت نوسانی تحریک پیدا کرده است تاثیرات جداگانه‌ی هر‌یک از ترم‌های غیرخطی اصطکاک ماندگار و شیر در خطای ایجاد شده در خروجی حوزه‌ی فرکانس نمایش داده شده است. در این تحقیق نشان داده شده است که تاثیر ترم اصطکاک ماندگار بر خطای ایجاد شده در خروجی حوزه ی فرکانس بسیار ناچیز است در حالی که ترم غیر خطی شیر عامل اصلی ایجاد خطا در حوزه‌ی فرکانس است.

Investigation of error resources in the transient flow simulation of pipelines in the frequency domain using the transfer matrix method

Transient flows can also be analyzed in frequency domain in addition to time domain. The frequency domain needs no discretization in time and space and this is a one of the advantages of using this domain. Due to this reason, time of computations is reduced. For the frequency analysis of transient flows, the nonlinear terms of governing equations and boundary conditions must be linearized. This causes errors in the output of the frequency domain over the exact model of the characteristics method (MOC). Understanding the effect of each nonlinear terms separately in the error caused by the frequency domain leads to a greater insight into this domain and provides the basis for future activities to improve this domain. In this study, the individual effects of each nonlinear terms of steady friction and valve in the generated error at the frequency domain output are shown by using a ReservoirPipeValve (RPV) system which has been excited oscillatory. This study has been shown that the effect of the friction term of steady flow on the generated error at the output of frequency domain is negligible, while the nonlinear term of the valve is the main cause of the error in the frequency domain.