天然气在管道输运的过程中，启动、关闭、流速改变以及管线泄漏等情况都会使燃气处于不稳定的状态，另外由于管道内天然气与管外环境之间存在着温度差，燃气管道内燃气的流动也处于一个非等温的流动过程。因此，稳态和动态仿真模型的建模和研究分析，对提高管网输运系统安全性及科学性非常重要。

燃气管网模拟仿真系统以流体力学三大守恒方程为基础，建立燃气管网稳态和动态仿真理论模型进行相关的模拟分析。
1、管道数学模型
稳态非等温数学模型

连续性方程(质量守恒方程)

动量方程(动量守恒方程)

气体状态方程

通过对上述方程进行整理和简化，可以得到稳态非等温的综合数学模型：

2、动态非等温数学模型
连续性方程(质量守恒方程)

动量方程(动量守恒方程)

能量方程(能量守恒方程)

则通过上述假设和简化,辅以状态方程可以得到如下动态非等温管道仿真数学模型：

燃气管网的节点数、公里数、压力等级、分支结构等决定了仿真的难度和精度。一般来说，规模越大，复杂度越高，仿真就越困难，需要更高效的算法和更强的硬件支持。另外燃气管网的地理信息、物理参数、监控数据等，决定了仿真的可靠性和准确度。

爱路恩济管网模拟仿真系统基于流体力学的基础原理，通过管道方程、气体状态方程和摩阻方程构建机理模型，根据不同气体流态，切换适配的方程式，最真实还原气体流动状态。系统支持上百万节点、不限公里数的大规模管网计算分析应用，秒级计算，算力不强依赖硬件设备，也不依赖于末端监控数据。

参考文献：
1、孙兴祥、刘保侠、刘乃刚：《长距离天然气管道投产置换技术研究油气储运》； 2、张甫仁、朱强、杨昭：《燃气管网动态仿真的研究及应用》；3、蔡永军：《科学计算选讲结课论文》；4、柴多、王卫强、王飞：《长输管道氮气置换混气段规律研究》；5、朱喜平、杨英忠：《长输天然气管道投产技术》。