Том 334 № 12 (2023)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2023/12/4345
Назначение начальных параметров и граничных условий при моделировании теплового состояния подземных трубопроводов в зоне распространения островных многолетнемерзлых грунтов
Актуальность работы определена важностью прогнозного моделирования теплового состояния объектов трубопроводного транспорта, расположенного в криолитозоне. Прогнозирование влияния геокриологических процессов на трубопровод возможно на основе расчетных моделей теплового и механического взаимодействия трубопровода с грунтовой средой, использующих данные о климатических, геокриологических условиях и процессах, конструктивных и технологических параметрах трубопровода, мониторинга его пространственного положения. Наличие разнообразных факторов, влияющих на процессы тепломассопереноса, а также сложность их численного моделирования могут привести к некорректно принятым проектным решениям, что в свою очередь, всегда связано с потерей механической безопасности эксплуатации подземного трубопровода. Для исключения данной проблемы проектирования предлагается учитывать и принимать наиболее релевантные методики моделирования процессов и характеристик грунтов. Целью является проведение аналитического сравнения результатов теплотехнических расчетов одного участка трассы с островной мерзлотой для выявления влияния входных параметров модели на напряженно-деформированное состояние трубопровода. Методы исследования заключаются в анализе результатов инженерных изысканий по объекту исследования, проведении ряда численных расчетов и факторного сравнения результатов расчетов. Результаты. На первом этапе был выбран соответствующий цели исследования участок трассы подземного трубопровода и факторы влияния на результаты теплового моделирования, которые будут рассмотрены в данном исследовании. Вторым этапом было проведено моделирование в разных программных комплексах 32 расчетных моделей одного участка трассы с различным набором входных данных, факторное сравнение влияния на результаты теплотехнического расчета. Последним этапом были выполнены прочностные расчеты всех вариантов для выбранного участка трассы трубопровода в качестве результирующего показателя влияния факторов.
Ключевые слова:
газопровод, инженерно-геологические условия, численное моделирование, островная мерзлота, подземный трубопровод, многолетнемерзлые грунты