为保证管道经济安全地运行,从设计到运行管理的每个环节,必须深入全面地掌握成品油管道工况的变化规律。开发研制出管道动态仿真模拟软件,需准确的数学模型与算法,在此基础上,本文进行了成品油管道顺序输送过程的理论分析、数值计算与动态模拟软件的开发研究。在深入研究和分析混油段的混油特性和水力特性时,油品物性参数的准确预测很重要。利用人工神经网络强大的非线性映射能力,建立了人工神经网络混油粘度预测模型,该模型能够预测各种因素非线性影响和不同混油浓度下的混油粘度,与传统经验公式相比,该方法具有误差小,并能够同时考虑温度变化等因素的影响;针对一维混油理论很难解释混油的形成、发展及截面速度分布对混油影响的问题,采用二维混油理论——对流占优扩散方程,并利用时间分裂法将其分为纯对流方程和纯扩散方程,借助于特征线法求解纯对流方程,对于纯扩散方程再次使用时间分裂法将五对角形格式转化为三对角形格式,采用追赶法进行求解,避免了数值扩散,计算速度较快;以Navier-Stokes方程、质量输运方程为基础,从动量质量耦合问题着手,采用κ-ε紊流模式理论,建立了一个比较有效的顺序输送混油新的数学模型,并利用PHOENICS软件进行管内顺序输送特殊工况下的混油数值模拟,计算结果清晰地反映出管内两种油品交界面处的对流扩散传质现象。并重点分析了竖直管道内油品的输送次序对混油的影响,停输、直角弯管、盲支管对混油浓度的影响;对传统的分析顺序输送管流的水力瞬变的特征线法进行了改进,提出了新的计算公式,并对边界条件也作了相应的处理,实现了对顺序输送水力瞬变全过程的模拟,计算结果可靠;根据连续性方程、动量守恒方程和能量守恒方程,推导了考虑摩擦生热的热力瞬变方程,提出了处理含有速度v三次方项的特征线方程的计算方法,联立水力瞬变方程和混油对流扩散方程,给出了分析介质顺序输送管流耦合的热力-水力-混油模型,并建立了相应的特征线算法。数值试验表明,该法具有较高的精度。在上述研究的基础上,本文使用Visual Basic语言开发了一套能够模拟出管道水力瞬变过程和混油状况的动态模拟软件。发生水击时能够显示各站的进出站压力、沿线的压力与温度分布、各站的流量以及各混油界面随时间的变化情况。并能够模拟出混油的状况,包括各混油段随时间的变化情况、末站的混油量等。