李-凯斯勒方程的牛顿-二分求解法

摘要

李-凯斯勒方程能够准确描述烃类多组分混合流体P-V-T(压强-体积-温度)性质,在稠油化学复合冷采过程中,李-凯斯勒方程常常被用于计算稠油的物性。通过对牛顿法和二分法进行优势互补,提出了基于最小自由能原理的李-凯斯勒方程牛顿-二分混合求解算法。该算法先是参照二分法的思路迅速从李-凯斯勒方程的定义域内搜寻出目标区间,随后利用牛顿迭代公式求解出区间内的实根及对应的吉布斯自由能,最后迭代这一过程直至自由能不再下降。牛顿-二分混合算法的优点包括:对初值不敏感,无需配合复杂的初值生成规则使用;收敛速度快,相较于二分法而言可以加速1~2倍;适用范围广,可同时适用于气相与液相流体。相较于牛顿法和二分法而言,牛顿-二分混合算法更适合嵌入各类模拟软件中进行混合流体的P-V-T性质计算。