王 鹏，童睿康，蒋若兰，周冠行，高智文，张引弟

(1.北京石油化工学院机械工程学院深水油气管线关键技术与装备北京市重点实验室，北京 102617；2.长江大学石油工程学院，武汉 430100)

天然气作为一种优质、清洁、高效的化石能源，是21世纪能源结构优化的重要发展对象。管道是天然气大规模输送的主要方式。近年来中国天然气管道业务得到大规模发展，取得了相当丰硕的成果。截至2019年底，中国天然气主干线管道和城市管道的里程分别超过7.7万km和70万km[1]，总里程可绕地球赤道19圈半。一张由横跨东西、纵贯南北、覆盖全国、连通海外的大型干线管网与多源、多向、多区、多级的复杂城市管网相结合的全国性天然气管网已基本形成。此外，随着物联网、大数据、人工智能等新兴技术的发展及其广泛应用，管道运营商也在探索应用新兴技术提升油气管道的安全水平和运营效益[2]，智慧型管网应运而生。可见，大型智慧天然气管网是未来发展的必然趋势。

随着天然气管网的大型化、复杂化、智慧化和多气源供应的发展，供气可靠性[3]、多气源置换[4]、实时监测分析[5]、智能优化调度[6]等一系列新兴课题相继出现，对管网的设计、运行、管理提出了诸多新的挑战。管道仿真技术正是为了满足现代化管网的需求而发展起来的[7]，已成为管网建设、运行管理及科学研究等不可或缺的核心基础技术。天然气管网仿真通过计算机计算能够准确地再现管道内部气体压力、流量和温度等参数[8]，指导管网的设计规划、运营管理和智慧化发展。……