管内检测机器人周围流场的三维数值计算

doi:10.7623/syxb200606034

石油学报 ›› 2006, Vol. 27 ›› Issue (6): 128-132.DOI: 10.7623/syxb200606034

管内检测机器人周围流场的三维数值计算

孟浩龙¹, 李著信¹, 王菊芬¹, 吕宏庆¹, 黄彩斌²

1. 中国人民解放军后勤工程学院军事供油工程系重庆 400016;
2. 中国人民解放军91422部队山东莱阳 265200

收稿日期:2005-11-11 修回日期:2006-02-27 出版日期:2006-11-25 发布日期:2010-05-21
作者简介:孟浩龙,男,1977年2月生,2002年毕业于中国人民解放军后勤工程学院,现为中国人民解放军后勤工程学院油气储运工程专业博士生,研究方向为油气储运控制技术及系统研究.E-mail:mhl7712@163.com
基金资助:
中国人民解放军总后勤部项目(油20040207)资助

Numerical computation of three-dimensional flow field around in-pipe inspection robot

Meng Haolong¹, Li Zhuxin¹, Wang Jufen¹, LÜ Hongqing¹, Huang Caibin²

1. Department of Petroleum Supply Engineering, Logistical Engineering University, Chongqing 400016, China;
2. Unit 91422, Laiyang 265200, China

Received:2005-11-11 Revised:2006-02-27 Online:2006-11-25 Published:2010-05-21

摘要/Abstract

摘要： 由于一维模型不能描述管内流场对机器人的作用机理,采用三维标准k-ε模型,对水平直管内单节和双节管道内检测机器人周围流场进行了数值计算。在合理提出一些基本假设后,用二阶迎风差分格式离散管道内检测机器人附近流场的控制方程,并用SIMPLE算法求解。算例表明,机器人检测时上游流场比较稳定,施加在机器人上的作用力比较简单,适合安置检测单元,而在机器人主体的侧面会产生超负压,且节数越多,产生的负压越大。因此,设计机器人结构时必须注意流场空化问题。

关键词: 管道, 机器人, 三维流场, 数值计算, 数学模型

Abstract: The standard three-dimensional model was applied to calculate the flow fields around one-segment and two-segment inspection robot in the horizontal straight pipelines.On the basis of some reasonable assumptions,the discrete of governing equations for in-pipe flow field around the robot were made with second order upwind scheme.The equations were solved with the SIMPLE algorithm.The obtained velocity and pressure field around one-segment and two-segment robot showed that the upstream flow field was relatively steady,and the force acted on the upstream end of the robot was simple.The pressure at the lateral surface of robot's body was ultra-negative.The more segments would result in a larger negative pressure.So the inspection unit should be located at the upstream side of the robot.The problem of cavity in fluid field should be taken into consideration during structure design of robot.

Key words: pipeline, robot, three-dimensional flow field, numerical computation, mathematical model

中图分类号:

TE973.6

孟浩龙, 李著信, 王菊芬, 吕宏庆, 黄彩斌. 管内检测机器人周围流场的三维数值计算[J]. 石油学报, 2006, 27(6): 128-132.

Meng Haolong, Li Zhuxin, Wang Jufen, LÜ Hongqing, Huang Caibin. Numerical computation of three-dimensional flow field around in-pipe inspection robot[J]. Editorial office of ACTA PETROLEI SINICA, 2006, 27(6): 128-132.

[1]	翟维枫, 梁志珊, 左信, 毕武喜, 蓝卫. 地磁暴引起的埋地管道管地电位“波节”和“纠缠”分布特征[J]. 石油学报, 2020, 41(8): 1001-1010.
[2]	徐秀芬, 李泓霏, 刘国豪. 加气站压缩机组效率计算新方法[J]. 石油学报, 2020, 41(8): 1019-1024.
[3]	姚安林, 田晓建, 徐涛龙, 高山, 蒋宏业, 李又绿. 管道爆炸对同沟邻管的冲击效应及防爆墙抗爆性能[J]. 石油学报, 2020, 41(6): 753-761.
[4]	陈海宏, 左丽丽, 吴长春, 李清平. 油品需求型成品油管道分输计划优化[J]. 石油学报, 2019, 40(8): 990-996.
[5]	邢潇, 崔淦, 杨紫晴, 李自力. 管线钢的裂纹生长预测新模型[J]. 石油学报, 2019, 40(6): 740-747.
[6]	王天源, 修建龙, 黄立信, 崔庆锋, 马原栋, 苗钧逸, 俞理. 考虑油藏环境因素和微生物因子的微生物采油数学模型[J]. 石油学报, 2019, 40(4): 448-456.
[7]	王旱祥, 吕孝孝, 刘延鑫, 陈升山, 兰文剑. 碳纤维抽油杆采油系统柱塞超冲程产生机理[J]. 石油学报, 2019, 40(12): 1531-1541.
[8]	郭凌云, 周晶, 代云云. 基于不同随机退化过程的腐蚀管道时变失效概率[J]. 石油学报, 2019, 40(12): 1542-1552.
[9]	刘清友, 刘文全, 朱海燕, 赵建国. 钻井机器人的连续油管钻压和钻速控制模型[J]. 石油学报, 2019, 40(10): 1255-1262.
[10]	任福深, 方天成, 程晓泽, 常玉连. 粒子射流冲击下破岩应力分析与破岩区域[J]. 石油学报, 2018, 39(9): 1070-1080.
[11]	张新生, 李亚云, 王小完. 基于逆高斯过程的腐蚀油气管道维修策略[J]. 石油学报, 2017, 38(3): 356-362.
[12]	梁博, 蒋宏业, 徐涛龙, 姚安林, 文霞. 基于SPH-FEM耦合算法的埋地输气管道近场爆炸冲击动力响应[J]. 石油学报, 2017, 38(11): 1326-1334.
[13]	孙贺东, 欧阳伟平, 张冕. 基于数值模型的气井现代产量递减分析及动态预测[J]. 石油学报, 2017, 38(10): 1194-1199.
[14]	毕永强, 俞理, 修建龙, 伊丽娜, 黄立信, 王天源. 采油微生物在多孔介质中的迁移滞留机制[J]. 石油学报, 2017, 38(1): 91-98.
[15]	侯磊, 孙宝江, 蒋廷学, Geng Xueyu, 王志远, 李庆超. 支撑剂在超临界二氧化碳中的跟随性计算[J]. 石油学报, 2016, 37(8): 1061-1068.

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Numerical computation of three-dimensional flow field around in-pipe inspection robot

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