摘要：FLUENT软件是模拟和分析复杂几何区域流体流动和传热现象的专用软件，在油气储运中有着广泛的应用。
关键词：Fluent软件；油气储运工程；仿真技术；教学实践
1前言
石油、天然气储藏、运输工程是石油与天然气生产、加工、分配、销售的连接环节，主要包括气田集水、长途管道、储藏、装卸以及城市配送体系等。近年来，石油天然气仓储运输工程有了快速发展，中国已经启动国家石油天然气储备计划，加快了中国石油天然气仓储运输管网的建设。随着油气储藏运输行业的迅速发展，单纯理论和试验研究已不能满足发展的需要，必须采取相应模型研究油气储藏运输工程各个环节可能出现的问题，有针对性地采取措施避免发生安全事故，减少资源浪费。根据现代石油工业高性能，低价格，可操作的要求，运用FLUENT软件模拟流体问题，可以有针对性地采取措施优化结构，推动石油，天然气贮藏，运输行业的发展。
计算流体力学（computational fluid dynamics，CFD）通过计算机模拟实验，获得在特定条件下的流体相关信息，并通过电脑完成“计算实验”，为工程师提供模拟实际工作情况的平台。FLUENT是一套通用的cfd软件系统，用于模拟复杂外形的流体流动和热传导，能够实现各种复杂物理条件的下游真实和全区模仿。由于其成本低，周期短，计算精度高，符合实际又高的特点，在实验研究和商业应用中发挥着重要的指导作用，因而应用得越来越广泛。
2概述
它是近现代流体力学的重要分科，FLUENT软件的设计基于“CFD软件群”的思想，针对各种不同的流动特点，采用了最好的数字解法，并准确无懈可点。模拟流，通热，化学反应等物理现象。FLUENT软件主要用于模拟分析复杂几何区域内流体流动和热传播现象，在涉及流体，传热，化学反应等工业中都可以使用。用户可以自由选择非结构化或结构化的网格来区分复杂的集合区，并利用FLUENT软件提供的网格的自身适应特性，根据计算结果来优化网格。从用户的需要出发，FLUENT软件很容易使用，针对各种复杂的类动物现状，采用不同的方法。离散形式和数据方法是在特定领域将计算速度、稳定性、精确度等变成最佳组合，有效解决石油、煤气储运工程领域复杂的移动计算问题。
FLUENT 软件同传统的 CFD 计算方法相比，具有以下优点：
稳定性好。通过大量实例验证，FLUENT软件的仿真结果与实验结果高度一致。
B）计算精度高，具有二阶计算精度。
C）广泛应用。FLUENT软件提供了三种数值算法：非耦合隐式算法、耦合显式算法和耦合隐式算法。包含先进的物理模型湍流，多相流，传热，燃烧，化学反应和几乎所有的流体相关领域。
D）高效省时。FLUENT软件结合不同领域的计算软件，采用统一的预处理和后处理工具，节省时间。
E）先进的动态/变形网格技术。用户只需对初始网格和移动墙体的边界条件进行折叠，其余网格变化由求解器自动生成。它可以应用于非结构网格、大变形问题以及由运动规律未知的物体完全流动所产生的力决定的问题。
F）强大的网格支持能力。FLUENT软件支持界面不连续网格、混合网格、动态/变形网格和滑动网格。FLUENT软件还具有多种基于太阳能的网格自适应、动态自适应和与动态网格相结合的动态网格自适应技术。
3应用现状
3.1旋风分离器内部流场数值模拟
使用FLUENT软件的热潮，从里面的类场内模仿数据的时候不同，暖气流模型，按照不同的运算方式，内部结构（进口时间，进费结构，进费结构）为应对圆筒状结构等）的数值模拟结果，提供了高度化理论根据，即，一报最适当的内部流长，一报内部的追加的结构。
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3.2管道停输温降数值模拟
管道运行过程中难免要停顿。掌握温度下降规则对确定安全停止时间和重新启动方案、停止和检修计划具有指导意义。这种散热问题可以采用数值解法股。有限元法和有限体积法）控制格子的区分来计算，可以提高比较精度。
3.3天然气管道泄漏扩散数值模拟
在管道运行过程中，天然气会受到内外因素的干扰，最终导致管道破裂泄漏。天然气泄漏不仅造成能源浪费，而且形成有毒易爆危险区。当遇到火源或达到一定浓度时，就会发生燃烧或爆炸，造成经济损失。研究天然气泄漏在管道运输中的扩散规律，可以快速预测天然气泄漏的扩散和危险范围，避免不必要的能源浪费和经济损失。
3.4天然气管道泄漏扩散数值模拟
天然气在管道运行过程中，受内外因素的干扰，最后导致管道破裂泄漏。煤气泄漏不仅造成能源浪费，还会造成中毒、燃烧、爆炸危险区域，遇到花园或达到一定浓度时，会导致燃烧或爆炸，造成经济损失。研究管理出口天然气泄漏扩散规律，可以迅速预测出泄漏后的扩散及风险范围，避免不必要的能源浪费和经济损失。
3.5LNG 技术方面数值模拟
LNG是清洁高效的能源，越来越受到各国的青睐。为了推动这一领域的发展，许多研究者以数学模型为载体，利用长笛软件，研究LNG漏水，层数，滚动和蒸发等问题，取得了一定的成果。
3.6油罐问题的数值模拟
按照石油化工行业发展和原油战略储备的要求，石油罐头已成为常用的石油储备设施。但它是一种大型压力容器，易于发生爆炸事故，造成严重的环境污染，其后果往往是灾难性的。许多研究人员利用长笛软件研究坦克漏水，坦克原油降温及坦克爆炸行为，为坦克安全设计提供理论。
4存在的问题
软件在石油，天然气储存，运输工程领域还存在缺陷。首先，FLUENT软件采用有限体积法，在计算过程中，为了加快收集速度，可以采用胶着网格来降低计算的精度。第二，利用FLUENT软件模拟数据，实际上是一种近似于理算的计算方法，它的计算结果和实际结果有一定的偏差，不能提供任何形式的解析标识，只能得到有限的理算点的数值解。另外，长笛软件还包括方程式、K -ha、RSM、LES等各种暖流模型。但是这种模型的使用是有一定条件的，不是通用的。例如标准的K -ha模型完全适合急流的流动过程，RNG K -ha模型主要针对高联想的流动问题，对低联想的水问题应作相应的安装RSM模型也属于高单质蛋类计算模型，在固体墙面附近，由于分子黏性作用而引起的蛋流脉动受阻，因此卵巢模型不再适用。
5发展趋势
石油，天然气储存，运输工程领域的应用，已经逐步展开。数据模拟与实验研究相比，成本低，计算速度快，方便，能获得完整的数据，没有实验仪器的干扰。能够提供各种状态的实验数据，部分替代恶劣工作状况和复杂边界条件下的一般实验和工业实验，具有一定的应用潜力。所以，FLUENT软件有很大的发展前景。
a）油气储运工程领域是多个学科的综合性，这一领域的模拟工作涉及各个方面的工作，研究者不仅要有扎实的数学基础和计算机应用知识，还要对流体力学理论有深刻的认识。
b）综合运用数字模拟结果和实验研究结果，用数字模拟实验研究指导实验研究方向，用实验研究验证数字模拟实验，为实际操作提供更有力的设计依据。
c）充分利用FLUENT软件的定义函数（UDF）功能，二次开发应用FLUENT软件，不仅为FLUENT软件提供了更有效的使用方法，也为FLUENT软件的更广泛使用提供了新的思路。
6结束语
利用Fluent软件应用油气储运工程的实践，新颖，直观，视觉化的定量分析官及其零件，集水设备及集水系统的安全。
参考文献：
[1]孔令洪，袁志云.RICH油藏描述软件在低孔低渗油气藏中的储层预测应用研究[J].石油工业计算机应用，2005（03）：6-8+5.
论文作者:胡涛,葛涛,李星,王晓东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/14
标签：软件论文; 网格论文; 天然气论文; 数值论文; 管道论文; 模型论文; 油气论文; 《基层建设》2019年第8期论文;