川渝裂缝性地层自动压井环空多相压力波速特性研究北大核心CSCD

考虑虚拟质量力、环空沿程压力、气液相间阻力、气体滑脱、环空空隙率等因素,基于小扰动理论,提出了裂缝性地层自动压井环空多相压力波速数学模型,结合半显式差分方法,以彭州PZ-5-3D井(垂深5827 m)为实例,对模型编程求解.结果表明:裂缝性地层出气具有段塞流特点,随空隙率增大,压力波速呈现先减小后增大趋势;空隙率在0%至16%区间,压力波速以液弹为主,压力波速呈急剧下降趋势;空隙率在16%至40%区间,压力波速趋于平缓恒定值;空隙率在42%至100%区间,压力波速呈现增大趋势,压力波速以气弹为主;随环空井深减小,环空空隙率减小,压力波速整体呈现减小趋势;随压井循环排气井口回压增大,压力波速整体呈现增大趋势;环空空隙率在0%至13%区间内,气体滑脱速度对压力波速影响不大;环空空隙率在13%至85%区间内,随气体滑脱速度增大,压力波速呈现减小趋势;节流阀调阀时间间隔与井底压力响应时间具有跟随性,随井底压力响应时间增大,调阀时间间隔增大.     

大跨越管道油气混输压力波速及响应特性研究

基于双流体模型,利用小扰动理论,提出了油气混输大跨越管道压力波速模型.利用计算机编程对其求解,通过大跨越管道油气混输实例,得到了以下结论:压力波速的变化受气相影响较大,即使少量气体也能在较大程度上影响压力波速,随混输气量增大,压力波速减小,压力响应时间延长;混输低点气体所承受的压力较混输高点大,从而低点处气相压缩系数小,混输低点较混输高点压力波速增大,压力响应时间相应缩短;在输运管道低点处,气体受到极大压缩,压力波速的变化不明显,几乎收敛于恒定值,在混输管道高点处压力波速变化剧烈.     

高压下Fe73.5Cu_1Nb_3Si13.5B9纳米晶合金的形成

采用X射线衍射、电子衍射及透射电子显微技术研究了Fe73 .5 Cu1Nb3 Si13 .5 B9非晶合金在 82 3K ,1～ 5GPa下退火所形成的纳米晶结构 ,高压实验采用Belt型压力装置 .结果表明 ,压力没有改变合金结晶相的类型 ,但对其纳米晶结构的形成有重要影响 .当压力从常压增加到 5GPa时 ,结晶相α Fe固溶体 (α Fe相 )的尺寸从 1 1 .5nm减小至 5nm .当压力低于 2GPa时 ,α Fe相的体积分数随压力的增高而增加 ,然后随压力进一步增高 (P >2GPa)而减小 .还讨论了压力影响Fe73 .5 Cu1Nb3 Si13 .5 B9纳米晶合金形成的机制 .     

列车荷载引起路基振动研究分析

为了研究地基特性和轨道结构对列车振动荷载作用下地基振动问题,通过无限元边界与有限元边界相结合的有限元分析方法进行模型建立,把路堤高度、列车速度、阻尼系数、振动频率及轨道抗弯刚度因素考虑在内.结果表明,无限元边界与有限元边界相结合的有限元计算方法可以有效反映出地基振动效果,由列车荷载引起的地基振动响应随着路堤高度增加而减小;速度增加地基振动响应相应增加,并且低速与高速情况相应情况变化很大;列车低速时,轨道刚度对地基振动影响较小,相反高速时轨道刚度对振动响应影响较大;当列车速度低于剪切波速时阻尼系数改变对振动影响较小,高于剪切波速时,阻尼系数增大路堤周围地基振动水平明显减小;随着列车荷载振动频率增加,地基振动响应变化较小,但是具有减小趋势.     

纳米晶钛酸铅镧体系的软模及铁电相变研究

采用Raman散射方法系统研究了Pb_1-xLa_xTiO₃(PLT)的软模行为和铁电相变.结果表明,随着晶粒尺寸的减小,Pb_0.86La_0.14TiO₃(PLT14)能从常温常压下的四方铁电相转化为立方顺电相;在高温常压及常温高压下纳米晶PLT14的相变温度和压力均比体材料情况下低;对于不同晶粒尺寸的PLT体系,系统从四方相转化为立方相的相边界随晶粒尺寸的减小移向更低的La离子浓度,还论述了软模随晶粒尺寸、温度、压力和La离子浓度的变化行为以及系统发生相变的机制.     

在冲击载荷下松质骨的动力响应理论分析

人体骨骼在交通事故、舰船撞击等情况下,可能因受到冲击而损伤.将松质骨骨骼视为两相介质建立基本方程,通过方程简化及解耦分析,获得了冲击响应的解析解.结果表明,在骨骼一端受到冲击时,载荷在骨骼中向另一端传播,幅值逐渐减小,减小的程度随渗透性的增大而降低,如孔隙渗透性很大,载荷在骨架几乎不衰减,反之,则载荷几乎不传播.载荷到达另一端时发生反射,反射波与前进波叠加,可增加骨架破坏的可能性.当端部外力冲击仅作用一段时间,那么在外力卸载时,骨骼中会出现拉伸波,即骨骼可能发生拉伸破坏即拉断.孔隙髓体压力随载荷传播距离而逐渐增加,但是增大量有限,随时间整体有较明显的增长.随边界载荷幅值增加和参数a和b的减小,骨骼的响应也增强.     

矩形纳米管道中的电动能量转换效率

利用分离变量法,研究了矩形纳米管道内流体的流向势及电动能量转换效率.通过求解电势满足的Poisson-Boltzmann(泊松-玻尔兹曼)方程和速度满足的Navier-Stokes(纳维-斯托克斯)方程,得到了矩形纳米管道内流体的流向势和电动能量转换效率的解析表达式.通过数值计算,分析了电动宽度K(矩形管道的宽度与双电层厚度的比值)、纳米管道高度与宽度的展向比α以及壁面Zeta势ζ等无量纲参数对流向势及电动能量转换效率的影响.结果表明,当其他参数固定时,流向势随K的增加而减小.当K较小时,电动能量转换效率随K的增大而增大;当K较大时,电动能量转换效率随K的增大而减小.此外,流向势随展向比α的增大而变大.对于较小的K,电动能量转换效率随α的增大而变大;当K较大时,电动能量转换效率随α增大而减小.最后,当壁面电势ζ增大,流向势变大,相应的电动能量转换效率有显著的增加.     

T型微通道内液滴在幂律流体中运动机理的格子Boltzmann方法研究北大核心CSCD

采用非Newton不可压两相流格子Boltzmann模型研究了T型微通道内Newton液滴在非Newton幂律流体中的运动过程.研究了非Newton流体幂律指数n、主管道毛细数Ca、两相流量比Q、两相黏度比M以及主管道壁面润湿性θ对液滴在T型微通道内的形成尺寸、形成时间和变形参数(DI)的影响.研究结果表明:首先,主管道流体幂律指数n从0.4增加到1.6时,液滴的形成尺寸近似呈线性减小,而液滴的形成时间和变形参数先快速减小,然后缓慢减小;其次,黏度比对液滴形成尺寸、液滴形成以及变形参数的影响与幂律指数的影响基本一致;再者,随着Ca和主管道壁面润湿性的增加,形成液滴的尺寸近似呈线性减小,形成液滴的时间和变形参数先快速减小然后缓慢减小,且减小趋势随幂律指数的增加而减缓;最后,研究结果还表明主管道和子管道的流量比Q越大,液滴形成时间越长,液滴形成尺寸和变形参数越小.     

在柱坐标系下研究由拉伸缸引起的Casson纳米流体流动与传热传质现象

首次利用柱坐标研究速度滑移和对流表面边界条件下,由拉伸缸引起的稳态层流Casson纳米流体流动、传热及传质现象.采用恰当的相似变换将偏微分控制方程转化为高阶非线性耦合常微分方程,并通过打靶法进行数值求解,图示并详细分析了不同物理参数对速度、温度及浓度分布的影响.结果显示,速度受滑移参数的影响较大,温度和浓度分别受Biot数和Lewis数的影响较大;随着Casson参数的增大,速度下降而温度和浓度都增加;温度随着Brown(布朗)运动参数或热泳参数的增加而上升;浓度随着Brown运动参数的增大而减小,随着热泳参数的增大而增大,当热泳参数较大时,浓度出现了"回流"现象.     

柔性圆柱形微管道内的电动流动及传热研究

研究了在纯压力驱动下,流体通过壁面带有某种电荷的聚电解质层（PEL）的微管道，即柔性微管道的电动流动和热传输特性.基于先前得到的电势和速度的解析解以及流向势的数值解,在热充分发展的情况下, 假设壁面热流恒定,利用有限差分法求解了包括黏性耗散和Joule(焦耳)热影响下的能量方程，获得了无量纲温度数值解.通过数值计算，给出了相关的无量纲参数对速度、温度以及Nusselt(努赛尔)数的影响.研究表明,当其他参数固定时,无量纲速度和温度随着无量纲聚电解质层厚度d的增大而减小,随着聚电解质层中等效双电层厚度与双电层厚度之比K_λ的增大而增大；Nusselt数随着Joule热系数S的增大而减小,随无量纲聚电解质层厚度d的增大而减小,随着K_λ的增大而增大.     

水合物沉积物的力学本构模型及参数离散元计算

为有效描述水合物沉积物在不同水合物饱和度与围压情况下的力学行为,该文基于广义Hooke(胡克)定律建立了水合物沉积物的应力 应变关系方程和弹性模量弱化方程;基于三轴压缩试验确定了水合物沉积物的软化系数和软化指数,基于颗粒流程序（PFC3D）开发了水合物沉积物初始弹性模量的离散元算法（DEM）.利用建立的应力 应变关系方程、弹性模量弱化方程和初始弹性模量DEM,数值模拟了水合物沉积物在6种不同水合物饱和度与围压情况下的力学行为.数值模拟结果与三轴压缩试验结果的对比表明,建立的应力 应变关系方程、弹性模量弱化方程和初始弹性模量DEM,能有效预测水合物沉积物的力学行为,可为水合物井筒设计与安全开采提供理论基础和计算方法.     

着角与攻角联合作用下薄芳纶层合板抗平头弹侵彻性能

为探究着角和攻角对薄芳纶层合板抗平头弹侵彻性能的影响,建立了三维有限元仿真模型,对4 mm厚芳纶层合板在着角单独作用下以及着/攻角联合作用下的弹道行为进行了计算.通过弹丸的剩余速度、靶板的极限弹道速度及穿孔能量阈值反映了芳纶层合板的抗侵彻性能,分析了其在不同工况下的变形与破坏机理.结果表明：薄芳纶层合板的弹道极限速度随初始着角的增加先减小后增大;随着入射速度的增大和初始着角的减小,着角改变量和攻角改变量均有减小的趋势;对于固定的着角,负攻角不利于子弹侵彻,正攻角有利于侵彻.     

圆板在局部Gauss温度场作用下的响应分析

基于薄板热弯曲理论,推导了圆板在Gauss(高斯)温度场作用下的挠度和热应力解析表达式,分析了边界条件和局部温度参数对圆板挠度和热应力的影响,为局部温度变化薄板结构的热力学分析提供理论依据.研究结果表明:圆板中心处的挠度和压应力有最大值;在热影响区内,圆板内一点的挠度随着该点到板中心距离的增大呈Gauss型减小趋势;在热影响区外,圆板挠度的变化趋势与圆板边界约束形式和辐照因子有关,辐照因子越大,边界简支圆板挠度越先呈线性减小趋势;圆板挠度的解析解与有限元解一致.在热影响区内,圆板内一点的热应力随着该点到板中心距离的增大呈Gauss型减小趋势,两种边界约束圆板的热应力变化趋势相似;在热影响区外,圆板热应力的变化趋势与圆板边界约束形式和辐照因子有关.     

水湿储层水驱油微观驱替特征的网络模拟研究

应用逾渗理论,基于计算机随机建模方法,建立了水湿储层三维网络模型.模型的孔隙喉道半径采用截断式威布尔分布随机产生,通过与实际岩心相渗曲线的拟合,验证了模型的有效性.计算了形状因子、孔隙度、导流率等参数,为模拟过程提供基础数据.应用建立的网络模型,模拟了饱和油和水驱油两个驱替过程,分析了孔隙特性参数对相对渗透率及驱替效率的影响.结果表明:随着孔喉比的降低、配位数的增加、形状因子的增加(在一定范围内),水相渗透率降低,油相渗透率升高,残余油饱和度降低,驱替效率增大.与其他理想模型相比,模型可以更真实地研究油水两相流动特征.     

油水两相渗流对称性特征研究与应用

通过岩心相渗资料分析,发现在一定条件下,油水相对渗透率比值随归一化饱和度变化呈现对称性.针对这一现象,结合实际岩心驱替和数字岩心的实验结果,考虑水驱油过程中的优势相和弱势相的转换,构建了新的油水渗流关系,即油、水相对渗透率比与归一化弱势相饱和度的幂指函数关系.设计了不同条件下水驱油实验,探讨了水驱油时对称性特征产生条件,并分析了其对水驱特征曲线的影响.最后利用对应条件下的油藏实际数据,验证了对称性的存在及双对数水驱特征曲线的适应性.表明考虑弱势相转换的幂指关系较好的表征了凹型水驱特征全生命周期的变化,丰富了油水两相渗流基础理论,对水驱特征曲线的研究和应用具有一定借鉴意义.     

考虑纤维端头脱粘的金属基复合材料轴向弹塑性拉伸性能的研究*

本文建立在广义自洽有限元迭代平均化方法的基础上,分析了纤维端头脱粘对SiC晶须增强铝基复合材料的轴向弹塑性拉伸性能的影响.分别计算了不同纤维长径比与体分比下有纤维端头脱粘情况的金属基复合材料的轴向拉伸性能.并与界面完好的情况相对比,得出了纤维端头脱粘的影响随纤维长径比增大而减小,和随纤维体分比增大而增大的结论.     

基于粘弹性本构模型的双搭接胶结接头应力分析

采用广义Maxwell（麦克斯韦尔）粘弹性本构模型表征胶黏剂的时间相关力学特性,采用Yeoh本构模型描述橡胶材料的超弹性,建立了钢-橡胶双搭接胶结接头的有限元计算模型.在此基础上分析了加载时间对接头粘接界面剪切应力的影响.计算结果表明,剪切应力绝对值随着加载时间的增长而减小.此外,分析了胶层厚度对接头粘接界面剪切应力的影响,随着胶层厚度的增加,剪切应力绝对值呈现明显的增大趋势.     

粘弹性运动带动力响应分析

基于Kelvin粘弹性材料本构模型及带运动方程,建立了运动带非线性动力学分析模型.基于该模型和Lie群分析方法推导了匀速运动及简谐运动带线性问题的解析解;基于该非线性模型的数值仿真讨论了运动带材料参数、带稳态运动速度、扰动速度对系统动态响应的影响.结果表明:1)当带匀速运动时,无论系统是线性还是非线性,运动带横向振动"频率"都随着带运动稳态速度增加而减小.2)随着材料粘性增加,系统耗散能力逐渐增强,动态响应逐渐减小.3)当带运动速度简谐波动时,系统动态响应随扰动速度增大而增大.扰动频率对带横向振动影响较大.     

内压作用下异径弯管的应力分析

为了对异径管的设计、生产提供理论依据和计算方法,对内压力作用下的异径弯管进行了有限元分析研究。建立了异径弯管的力学模型,计算了异径弯管在内压力作用下的应力,讨论了异径弯管的环向、径向和轴向应力的变化特征,确定了异径弯管的危险部位及其应力变化规律;并对异径比对异径弯管危险点的应力集中的影响情况进行了研究,指出异径弯管危险点的应力随异径比的增大而增加;同时探讨了改善异径弯管应力集中的途径,指出增加异径弯管壁厚是减小应力集中的有效手段。     

我国碳排放强度变化的区域影响分析

为分析区域对我国碳排放强度变化的具体影响,运用完全分解模型,从省级区域、东、中、西部等视角对我国碳排放强度变化的影响进行分解分析.结果发现:1)我国碳排放强度总体上呈现下降趋势,由1997年的2.064吨/万元下降到2009年的1.556吨/万元,年均碳排放强度下降2.74%.2)在1997—2009年期间,对我国碳排放强度下降起最大正作用的是黑龙江、辽宁、河北、湖北、上海5个省份、东部地区;3)要促使我国碳排放强度下降,首要监控对象应该是河北、湖北和黑龙江三个省份和东部地区.