本书针对新建热油管道预热投产中的流动与传热问题，阐述其数学模型和数值解模算法；重点阐述了流体瞬变模型和管道散热模型的不同数值求解方法，侧重以双特征线结合有限元法耦合建立管道在预热和投油两阶段的数值模拟方法，并对陆地及海底管道预热投产中的参数变化、投产方案等进行了预测。
本书可供从事输油管道研究的学者和工程技术人员借鉴和参考，也可作为高等院校油气储运专业研究生的参考资料。

第1章 绪论
1.1 埋地热油管道投产启输特点及方式
1.1.1 埋地热油管道投产启输特点
1.1.2 埋地热油管道投产启输方式
1.2 埋地管道的非稳态传热问题研究
1.2.1 概述
1.2.2 停输再启动过程期间非稳态传热研究
1.2.3 管道修复期间非稳态传热研究
1.2.4 冷热油交替输送过程的非稳态传热研究
1.2.5 同沟敷设传热问题研究
1.3 预热投产的非稳态热力过程模拟研究
第2章 热油管道预热投产数学模型
2.1 埋地热油管道热力系统分析
2.2 基本假设
2.3 管道瞬态流动方程
2.3.1 连续性方程
2.3.2 动量方程
2.3.3 能量方程
2.4 管道和土壤的非稳态导热方程
2.4.1 土壤热传导区域的确定
2.4.2 非稳态导热微分方程
2.5 热力耦合方程
2.6 油水转换期间参数变化规律及模型
2.6.1 总传热系数变化
2.6.2 混油情况
2.6.3 隔离置换投油模型
2.7 初值及边界条件
2.7.1 初值条件
2.7.2 边界条件
2.8 模型参数的确定
2.8.1 水力摩阻系数
2.8.2 流体向管道内壁放热系数
2.8.3 立管外壁向大气和海水放热系数
2.9 预热水物性参数的确定
2.9.1 密度
2.9.2 膨胀系数
2.9.3 动力黏度
2.9.4 导热系数
2.9.5 比热容
2.9.6 体积弹性系数
2.10 原油物性参数的确定
2.10.1 密度
2.10.2 导热系数
2.10.3 体积膨胀系数
2.10.4 比热容
2.10.5 原油黏度
2.11 土壤导热系数
第3章 流体流动模型数值求解方法
3.1 特征线法
3.1.1 特征线法在油气管道仿真中的应用
3.1.2 特征线法数值求解格式
3.1.3 网格的划分
3.1.4 边界条件的处理
3.1.5 瞬态流动的热力-水力耦合算法
3.2 隐式法
3.2.1 隐式法差分方程
3.2.2 方程组的封闭性
3.2.3 非线性方程组求解
3.3 MacCormack法
3.3.1 MacCormack在国内外仿真中的应用
3.3.2 MacCormack算法基本原理
3.3.3 MacCormack算法求解格式
3.3.4 网格剖分
3.3.5 边界条件
第4章 管道散热模型数值求解方法
4.1 有限差分法
4.1.1 网格划分
4.1.2 控制方程的离散化
4.1.3 边界条件的处理
4.1.4 隐式差分格式及其与显式格式的区别
4.2 有限容积法
4.2.1 网格划分
4.2.2 控制方程的离散化
4.3 有限单元法
4.3.1 有限单元法基本原理
4.3.2 导热方程的离散格式
4.3.3 边界条件的处理
4.3.4 单元模型的装配
4.3.5 时间差分格式
第5章 预热投产水力热力耦合算法及应用
5.1 流动方程与传热方程耦合求解方法
5.2 隔离置换投油模型耦合求解方法
5.2.1 油气管道清管数值研究现状
5.2.2 清管过程数值模拟基本方法
5.2.3 隔离置换投油耦合算法
5.3 埋地热油管道预热投产模拟
5.4 投油时间确定
5.5 投产方案研究
5.5.1 优化投产方案研究
5.5.2 反向预热投产研究
参考文献