وثيقة

Pressure drop prediction in multiphase flow for horizontal and near horizontal pipes using adaptive neuro fuzzy inference system (ANFIS).

عناوين أخرى
توقع انخفاض الضغط في التدفق متعدد للأنابيب الأفقية والأفقية القريبة باستخدام نظام الاستدلال العصبي الضبابي التكيفي )ANFIS)
الناشر
Sultan Qaboos University.
ميلادي
2022
اللغة
الأنجليزية
الملخص الإنجليزي
Accurate pressure drop prediction in multiphase flow for horizontal and near horizontal pipes is essential for optimal flow line and piping network design. Since 1950, several correlations and mechanistic models have been developed. In addition to their applicability constraints, all known correlations fail to deliver the requisite precision of pressure drop predictions. In comparison to empirical correlations, the recently established mechanistic models improved pressure drop prediction. However, there is still a need to enhance prediction accuracy in order to design and build surface piping networks and wells that are more reliable and cost-effective. In this research, a model for predicting pressure drop in horizontal and near-horizontal pipelines has been developed using Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS) as an approach, offering a greater precision and simplicity. The ANFIS approach allows the fuzzy modeling procedure to learn information about a data set in order to compute the membership function parameters that best allow the associated fuzzy inference system to trace the input/output data. Field data covering a wide range of variables were used to develop and test the model. A total number of 450 field data sets, gathered from the Asian region, were used in the model development. A total of 337 data sets were used for training and 113 data sets were used for testing. Prior to the completion of the model in the development phase, trend analysis was performed. This is to verify that the model is stable and to confirm whether or not the produced model is physically valid and simulates the actual physical process. Following that, a statistical analysis was performed to establish the percentage of error of the predicted value versus the actual measured data. In addition, to compare the performance of the new ANFIS model to previous empirical correlations and mechanistic models, graphical and statistical approaches were used. The new model generated extraordinarily accurate pressure drop predictions, outperforming known correlations and the most recent mechanistic models by a wide margin.
الملخص العربي
يعد التنبؤ الدقيق بانخفاض الضغط في التدفق متعدد الأطوار لألنابيب الأفقية والقريبة من الأفقية أمًرا ضروريًا لتصميم خط التدفق وشبكة الأنابيب الأمثل. منذ عام 0591 ، تم تطوير العديد من الأرتباطات والنماذج الميكانيكية. بالأضافة إلى قيود قابليتها للتطبيق ، تفشل جميع الأرتباطات المعروفة في تقديم الدقة المطلوبة لتنبؤات انخفاض الضغط. بالمقارنة مع الأرتباطات التجريبية ا على تحسين التنبؤ بانخفاض الضغط. ومع ذلك ، ال تزال هناك حاجة لتعزيز دقة التنبؤ ، عملت النماذج الميكانيكية المنشأة حديثً من أجل تصميم وبناء شبكات أنابيب سطحية وآبار أكثر موثوقية وفعالية من حيث التكلفة. نموذج للتنبؤ بانخفاض الضغط في خطوط الأنابيب الأفقية وشبه الأفقية باستخدام نظام الاستدلال العصبي التكيفيANFIS كنهج تم تطويره في هذا البحث من أجل تقديم دقة وبساطة أكبر. يسمح نهج ANFIS بإجراء النمذجة الغامضة بمعرفة معلومات حول مجموعة بيانات من أجل حساب معلمات وظيفة العضوية التي تسمح لنظام الاستدلال الغامض المرتبط بتتبع بيانات الأدخال / الأخراج. تم استخدام البيانات الميدانية التي تغطي مجموعة واسعة من المتغيرات لتطوير واختبار النموذج. إجمالي عدد 091 مجموعة بيانات ميدانية ؛ جمعت من المنطقة الأسيوية. تم استخدامها في تطوير النموذج. تم استخدام ما مجموعه 333 مجموعة بيانات للتدريب واستخدمت 003 مجموعة بيانات لالختبار. قبل الأنتهاء من النموذج في مرحلة التطوير ، تم إجراء تحليل الأتجاه. هذا للتحقق من أن النموذج مستقر وتأكيد ما إذا كان النموذج المنتج صالًحا ماديًا أم لا ويحاكي العملية الفيزيائية الفعلية. بعد ذلك ، تم إجراء تحليل إحصائي لتحديد النسبة المئوية للخطأ في القيمة المتوقعة مقابل البيانات المقاسة الفعلية. بالأضافة إلى ذلك ، لمقارنة أداء نموذج ANFIS الجديد بالأرتباطات التجريبية السابقة والنماذج الميكانيكية ، تم استخدام المناهج الرسومية والأحصائية. أنتج النموذج الجديد تنيؤات دقيقة للغاية لانخفاض الضغط متفوقا على الأرتباطات المعروفة وأحدث النماذج الميكانيكية بهامش واسع.
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية