Основні напрями в газовій галузі:

• проведені фундаментальні роботи із створення математичних моделей, методів і алгоритмів розв’язування науково-технічних проблем в області газодинаміки і фільтрації газу;
• вивчені технологічні, газодинамічні і фільтраційні процеси транспорту і зберігання газу;
• розроблені оригінальні програмні і програмно-технічні комплекси розв’язування режимно - технологічних задач, які пройшли апробацію в реальних умовах роботи;
• проводиться підготовка фахівців вищої кваліфікації по усіх напрямах, пов'язаних з проблемами моделювання, оптимізації транспорту і зберігання газу.

Проведені фундаментальні дослідження в таких областях:

• моделювання руху газу для усіх технологічних об'єктів, що беруть участь в транспорті і зберіганні газу;
• розробка методів і алгоритмів розв’язування прямих і обернених задач математичної фізики, дослідження їх збіжності, оцінка швидкості збіжності методів і   складності алгоритмів;
• розробка методів оптимізації складних нелінійних систем з розподіленими параметрами;
• розробка алгоритмів оптимального керування газопотоками;
• розробка систем автоматизації процесу розв’язування режимно –технологічних задач.

Основні розв'язані проблеми:

• побудовані спеціальні графічні засоби для побудови технологічних схем ГТС, КС, ПХГ з їх параметричним і модельним описом;
• створена повна база технологічних схем газотранспортної системи України і реалізований набір алгоритмів роботи із створеною базою;
• побудована система підтримки розрахункових режимних задач диспетчерського керування газопотоками, яка включає функціональність АРМів розробника технологічних схем, журналу кранів, вогневих робіт і інтегрована з диспетчерськими журналами усіх рівнів;
• розроблені моделі і методи термо-гідравлічного рахунку газотранспортних систем довільної конфігурації в умовах стаціонарного і нестаціонарного руху газу;
• розроблені методи розрахунку оптимальних режимних параметрів роботи ГТС, багатоцехових КС з різнотипними ГПА і ПСГ;
• розроблені моделі і методи розрахунку параметрів пластів - колекторів з неоднорідними фільтраційними і колекторськими властивостями;
• розроблені моделюючі програмні комплекси пласт ПСГ - магістральний газопровід;
• розроблені алгоритми формування оптимальних параметрів керування газопотоками в умовах слабкої прогнозованості вхідних даних (іде розробка і апробація окремих частин системи).

ПРОГРАМНІ КОМПЛЕКСИ

ПЛАНУВАННЯ ОПТИМАЛЬНИХ РЕЖИМІВ ГТС

Характеристика програмного модуля. Математична модель газотранспортної системи включає моделі усіх технологічних об'єктів, які наявні на технологічних схемах. Метод знаходження параметрів газових потоків у системі орієнтований на забезпечення виконання з високою точністю, балансових співвідношень і не прив'язаний до типу математичного представлення моделей об'єктів. Передбачена можливість включення в модель ГТС об'єктів дискретної дії (наприклад, незворотних клапанів). Швидка збіжність розрахункового методу забезпечила включення в модель десятків тисяч об'єктів при старті методу з нульових початкових умов. Це дало можливість моделювати роботу ГТС без спрощення її технологічної схеми.

Реалізовані методи і алгоритми :

• гідравлічного розрахунку багатоцехових компресорних станцій з різнотипними газоперекачуючими агрегатами, що дозволило враховувати індивідуальні характеристики кожного газоперекачуючого агрегату (ГПА) і проводити аналіз впливу зміни режимних параметрів кожного ГПА на режим роботи КС в цілому;
• знаходження оптимальних режимних параметрів газопотоків при вказаній кількості сумарного акумульованого газу в ГТС і його підсистемах;
• ідентифікації параметрів моделей і технологічного стану об'єктів, що дало можливість врахувати апріорну невизначеність умов їх функціонування і забезпечити необхідну точність планування режимів роботи ГТС.

Слід виділити:

• розрахунковий процес, який включає десятки тисяч об'єктів, що дозволяє проводити розрахунок ГТС України на детальних технологічних схемах;
• актуалізація усієї технологічної схеми відбувається за декілька секунд;
• метод розрахунку не прив'язаний до типу математичного представлення об'єктів, що дозволяє процес моделювання проводити на максимально детальних моделях без їх спрощень;
• збіжність методу гарантується при його старті з нульових початкових умов (розроблені методи неградієнтного типу розв’язування систем нелінійних рівнянь);
• розрахунок ГТС України проходить за декілька секунд, що дозволяє проводити оптимізаційні задачі для усіх основних критеріїв оптимальності.

МОДЕЛЮВАННЯ НЕСТАЦІОНАРНИХ РЕЖИМІВ РОБОТИ ГТС

Методи і алгоритми моделювання нестаціонарних режимів адаптуються до параметрів роботи технологічних об'єктів і автоматично модифікують технологічну схему для забезпечення збіжності методів, а також отримання результату за задовільний час і з необхідною точністю.

Характеристика програмного модуля. Нестаціонарна математична модель ГТС включає моделі усіх об'єктів, які представлені на детальних технологічних схемах. Для забезпечення більшої швидкодії і стійкості методу розроблений алгоритм модифікації технологічної схеми, що дозволяє істотно прискорити процес моделювання із заданою точністю. Розрахунок параметрів нестаціонарних режимів проводиться з точністю, співмірною з точністю виміру режимних параметрів для ділянок газопроводів, які проходять по пересіченій місцевості. Перед проведенням моделювання передбачена "посадка" системи на поточний нестаціонарний режим (задачі нестаціонарної ідентифікації параметрів моделей). У режимі "ручного" керування газопотоками для користувача є доступними усі основні параметри керування компресорними станціями (продуктивність, обороти відцентрових нагнітачів, параметри газу на його входах і виходах).

Основні підсистеми:

• побудови нестаціонарної моделі підсистем і системи в цілому;
• адаптації моделей, методів і алгоритмів до параметрів       газодинамічних процесів, регламентів роботи технологічних процесів, геометричних параметрів ділянок газопроводів і т.д.

РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ КЕРУВАННЯ ГАЗОПОТОКАМИ

Поставлені задачі оптимального керування нелінійними газодинамічними процесами з розподіленими параметрами (дискретно і безперервно), загальна теорія яких ще на сьогодні у стадії розробки. Розроблені методи розв’язування систем нелінійних рівнянь математичної фізики з граничними умовами, які формуються на етапі моделювання газодинамічних процесів, що відбуваються в газотранспортній системі, і враховують критерії оптимальності газодинамічних процесів.

Розроблені:

• принципи оптимального керування, які враховують динаміку зміни прогнозних параметрів, параметрів гідравлічного, технологічного і технічного стану об'єктів;
• обґрунтовані системні моделі груп технологічно пов'язаних об'єктів, які включають і об'єкти підземних газосховищ;
• адаптивні методи і алгоритми розрахунку режимів роботи ГТС без спрощень її технологічної схеми;
• алгоритми оптимального керування газопотоками в системах із технологічною схемою складної структури;
• алгоритми оптимального керування процесами нагнітання і відбирання газу (підземні газосховища).

Слід виділити апробовані:

• алгоритми автоматизації процесів формування регламенту роботи технологічних об'єктів і системи в цілому, який забезпечує оптимальне розподіл газопотоків з мінімальними паливними енергетичними ресурсами.

МОДЕЛЮВАННЯ ПІДЗЕМНИХ СХОВИЩ ГАЗУ

Програмний комплекс забезпечує:

• планування і оптимізацію роботи ПСГ;
• розрахунок режимних параметрів технологічного ланцюжка пласт - магістральний газопровід у напрямі руху газу і назад (прямі і обернені задачі);
• дослідження пропускної спроможності технологічних об'єктів (дослідження вузьких місць);
• оптимізацію сумісної роботи ПСГ у складі ГТС;
• моделювання процесів витіснення одних газів іншими;
• проведення газодинамічних дослідження пластів і свердловин ПСГ;
• побудова нелінійних розподілених характеристик пластів, вибійних областей;
• дослідження впливу параметрів перфораційних каналів і свердловин з відкритим вибоєм на роботу ПСГ;
• дослідження впливу геометричних, колекторних, фільтраційних і інших параметрів на технологічні режими експлуатації свердловин і пластів.

Основою розробки програмного комплексу є результати проведених робіт в таких напрямах:

• вивчення процесів руху газу (енергомасопереносу, зокрема процеси дифузії) у багатозв'язних пористих неоднорідних багатовимірних середовищах за наявності попутних (розподілених або зосереджених) стоків і витоків   (маси або енергії);
• розробка методів побудови початково-граничних умов у задачах математичної фізики для областей з нечітко визначеними межами за параметрами зосереджених стоків і витоків;
• розробка стійких адаптивних методів розв’язування задач математичної фізики для процесів масопереносу у багатозв'язних пористих неоднорідних багатовимірних середовищах;
• побудова комплексу математичних моделей, які описують взаємозв'язок нестаціонарних нелінійних процесів фільтрації газу у багатозв'язних пористих неоднорідних багатовимірних середовищах і його дифузії в наявній рідині в пористих середовищах;
• дослідження неоднорідності середовища (пористості, проникності і т. д.) за заміряними даними гідродинамічних параметрів зосереджених стоків і джерел при нестаціонарних режимах фільтрації. Розв’язування обернених задач ідентифікації параметрів і адаптації побудованих математичних моделей до реальних умов експлуатації, розробка методів ідентифікації.