薄差储层有效驱替理论与应用

应用油藏工程方法,综合考虑驱替压力梯度和启动压力梯度的影响对薄差储层有效驱替理论进行研究.根据不等产量一源一汇驱替压力梯度公式,分别得到地层压力、注入压力、井底流压以及井距变化时的驱替压力梯度图版,并分析其变化规律;根据岩心水动力实验结果,建立启动压力梯度与渗透率的关系,分析有效驱动不同渗透率的储层所需要的驱替压力梯度临界值.研究表明:驱替压力梯度大于最大启动压力梯度是薄差储层有效驱替的必要条件;小井距是薄差层有效驱动的最优选择;可以通过措施和注采压力系统调整达到驱替压力梯度高于最大启动压力梯度的目的,从而有效驱动薄差储层.研究对薄差储层开采具有重要的指导意义,并在矿场试验中得到了有效论证.     

基于外场实验的风力机叶片三维效应研究

针对一台33 kW水平轴风电机组开展了外场实验,得到其叶片7个断面翼型的压力分布曲线;基于求解时均N-S方程对风轮进行三维数值模拟,以及将叶片各断面作为二维翼型进行数值计算,分别得到各断面翼型的压力分布曲线及升阻力系数．通过将外场实验、三维和二维数值计算所得压力分布曲线及升阻力系数进行对比分析,研究了三维效应对风力机气动性能的影响．研究表明,从叶尖到叶根各断面翼型的压差先增大后逐渐减小,叶片表面压力分布曲线比较明显地反映了从叶尖到叶根流动分离的变化;叶片表面压力分布的三维数值计算结果较二维计算结果更加接近于外场实验值;风力机叶片表面的三维流动对叶片的气动性能影响较大,在叶尖和叶根部分尤为突出.     

低渗透介质含启动压力梯度一维瞬时压力分析

考虑启动压力梯度的影响,本文得到了在一维低渗透岩心和圆形油藏中一开一关渗流的数学方程,并进行有动边界问题的数值求解。以数值解为基础,分析了:1.渗流终态时井底(或岩心采液端)压力及压力影响半径(或距离)与启动压力梯度和关闭时间的关系,并给出相应的公式;2.压力峰值的传播规律。得到了有意义的结果,为低渗透油藏开发室内实验和现场应用提供理论基础。     

径向低渗非Darcy渗流动边界半解析模型

低渗油藏渗流过程中普遍存在启动压力梯度(TPG).考虑低渗渗流特征,建立了平面径向低渗非Darcy渗流动边界数学模型,给出了计算动边界移动速度的公式,通过Laplace变换结合无穷级数方法求得了模型的半解析解,并进行了Stehfest数值反演.详细讨论与分析了动边界问题特性、动边界变化和传播情况,解释了启动压力梯度导致动边界不断向外扩展的现象.计算了启动压力梯度对井底压力、压力导数的影响,并给出不同条件下的地层压力分布曲线和Gringarten-Bourdet图版,同时给出了实例分析.研究发现:低渗渗流模型与常规渗流模型有着显著不同,低渗非Darcy渗流压力降是随时间扩展的,在动边界外的地层压力降为零,压力分布曲线呈现紧支性.针对具有动边界的低渗透问题,需充分考虑启动压力梯度与动边界的影响,该模型为低渗油藏渗流机理和开采动态、解释与数值模拟提供了一定的理论基础.     

近壁湍流脉动的概率分布函数

采用大涡模拟方法,模拟槽道湍流,获得了不同雷诺数情形下的槽道流大涡模拟数据库．在此基础上,获得了流向和垂向脉动速度的概率分布函数,并运用假设检验,分析了其与正态分布的定量差别．进一步计算了流向和垂向脉动速度的偏斜度、平坦度,讨论了二者在粘性子层、过渡区和对数律区的变化．同时,讨论了粘性子层、过渡区和对数律区流向和垂向脉动速度概率分布函数的特点及其与湍流猝发的高速流下扫和低速流喷发事件的关系．最后,分析了雷诺数对流向、垂向脉动速度分布的影响．     

缝洞型低渗透碳酸盐岩油藏压裂井试井分析

缝洞型碳酸盐岩在我国油气资源储量中占有重要地位,因此,研究缝洞型碳酸盐岩压裂井井底压力变化具有重要意义.基于渗流力学基本原理,建立考虑应力敏感和启动压力梯度影响的碳酸盐岩渗流微分方程,利用点源函数理论、Laplace积分变换和Fourier余弦积分变换等方法求得Laplace空间顶底封闭、侧向无限大外边界点源解,通过对点源积分得到面源解;通过Stehfest数值反演得到实空间井底压力解并绘制试井曲线.通过模型对比分析验证了模型的正确性.结果表明:应力敏感系数越大,压力和压力导数曲线上翘越明显;启动压力梯度越大,压力和压力导数曲线上翘时间越早;压裂井打开程度越小,压力导数球形流特征越明显;窜流系数越大,“凹子”出现的时间越早;弹性储容比越大,“凹子”越宽越深.利用该模型可以有效地对缝洞型低渗透碳酸盐岩油藏压裂井的动态曲线进行分析.     

液滴对弹性梯度薄基变形的影响

液滴润湿现象在细胞的变形和软器件的设计和制作中具有潜在的指导意义.该文在考虑三相接触线处线张力的情况下,研究了液滴引起的梯度薄基变形问题.首先,利用积分变换法求解了基底变形的本构方程,给出了变形的法向位移表达式.其次,讨论了基底弹性模量非梯度、指数型梯度和幂型梯度变化时基底的变形情况.最后,给出了液滴大小、弹性模量、线张力及梯度指数变化时位移的变化情况.数值结果表明弹性模量逐渐减小和梯度指数逐渐增大时,湿润脊逐渐变高,变形也越大;线张力和特征深度越小,位移的峰值越高,变形也越大;液滴半径较小时,湿润脊的对称性会变得更好.     

风力机叶型增升及叶尖流动控制研究

研究了两种改善风力机叶型气动性能的流动控制技术,分别对风力机专用S809翼型和较大升阻比的FX 60-100翼型进行应用研究．首先,通过在叶型前缘加装流动偏转器,研究流动偏转器对叶型流动分离的控制效果．并采用多岛基因算法,对流动偏转器进行多参数优化．结果表明:流动偏转器可以有效控制叶型的失速特性,推迟失速攻角和增加升力;基因优化算法能更大地提升流动偏转器的控制效果．其次,基于对风力机叶尖旋涡和尾涡特征以及叶片表面压力分布的分析,在叶片尖部加装不同倾斜角的旋涡扩散器控制叶尖涡．结果表明:涡扩散器能够提高叶尖涡涡核的总压,削弱其旋涡强度,使风力机尾流旋涡耗散更快,从而可以减小噪声,提高叶片效率．     

中纬度大气长波发展及其对下游影响的分析

研究大尺度天气系统的发展,有助于了解天气变化的规律,并对天气的分析和预报有一定的帮助。地转风平衡不断的破坏和不断的建立的对立统一,促使大尺度天气形势的变化和发展。由于可变平流的变化将产生非地转风,它必然要引起适应过程向地转风平衡调整,调整结果就是适应变化。当温度槽落后于气压槽,且水平尺度L>L₀时,正压适应变化将使天气系统正压部分加强,斜压适应变化使斜压部分加强。天气系统的不稳定发展就是在正、斜压加强的相互激发过程中发展的,它不仅表现在天气系统内部,还可以向下游传播。     

微通道内电渗压力混合驱动幂律流体流动模拟

为了研究微通道内电渗压力混合驱动幂律流体的流动特性,建立了微通道内电渗压力混合驱动幂律流体的计算模型,其双电层电势、流体的流场分布分别由Poisson-Boltzmann(P-B)方程和Navier-Stokes(N-S)方程描述.讨论了无量纲Debye(德拜)参数K、壁面ζ*电势和幂律指数n对流体流动特性和Poiseuille数的影响.结果表明,当压力梯度与外加电场方向一致(Γ0)时,剪切变稀流体的速度大于剪切变稠流体;压力梯度与外加电场方向相反(Γ0)时,结果相反.Poiseuille数是无量纲Debye常数K、壁面ζ*电势和幂律指数n的增函数.     

自然三次样条在增压器叶轮二元流设计计算中的误差估计

一、引言 在增压器设计过程中,总是希望叶轮流道内有较好的速度和压力分布,尽量避免空气在流道中产生脱立和旋涡,达到提高增压器效率.由于只考虑空气的压力和速度在轮毂和罩壳之间的变化,而把空气在相邻两叶片间的变化忽略不计,因此增压器叶轮二元流设计计算就是计算时轮轮毂和罩壳之间的空气速度和压力分布.     

温差影响下的局部滑移接触行为的研究

针对不同温度装配件间接触界面的局部滑移问题,建立了三维稳态热弹性局部滑移接触的半解析求解模型.基于热弹性理论与热传导方程,构建了半空间受热流载荷和力载荷作用下的频响函数并建立了相应的影响系数矩阵.借助离散卷积-快速Fourier变换等数学工具,实现了针对高温压头与热弹性半空间局部滑移接触问题的高效求解.接触界面间的热量传递满足Fourier热传导定律,并且黏/滑状态由Coulomb定律确定.基于该半解析模型分析了不同荷载及温差对表面法向压力分布、摩擦力分布、刚体位移及接触区黏/滑演化行为的影响.研究结果表明,当法向荷载和切向荷载一定时,温差的上升会导致接触区域的减小,引起接触面法向压力及摩擦力的峰值增大,并且会显著影响黏着区与滑移区的分布情况.     

基于声子晶体理论的弹性地基梁的振动特性研究

荷载影响结构的振动特性,引起抗振性能的变化.借助声子晶体理论,研究弹性地基梁的带隙特性,建立了轴向力作用时Winkler地基上声子晶体Euler梁弯曲振动模型,采用改进的传递矩阵法,计算出梁的能带结构,判断出能带结构的变化趋势.研究表明,轴力改变能带结构,带隙范围发生变化.拉力提升带隙,但地基带隙保持不变;压力降低带隙频率,地基带隙随着压力的增加而减小.同时,进行Euler模型的数值模拟,仿真的结果与理论值基本吻合.通过轴力可以调节带隙的频率范围,达到抗振、减振的效果.     

四阶流体在一个倾斜有局部滑移的非对称通道中作有热交换的蠕动流

分析研究滑移和热交换对四阶流体作磁流体动力学蠕动流的影响.首先建立模型的控制方程,然后在长波长的假设下,采用标准的摄动法近似值求解;给出的解包括:流函数、速度、压力梯度、温度和热交换系数的显式表达式;分析了滑移参数增大时泵输送性质的变化,及其潴留现象.进而对所出现的变化参数,得到了温度分布曲线和热交换系数;讨论了这些参数对所考虑流动特性的影响;并与以往发表的无滑移情况相比较,结果基本一致.     

可压槽道湍流的直接数值模拟及标度律分析

采用基于非等距网格的紧致差分方法对Mach数为0.8,Reynolds数为3300的可压缩槽道湍流进行了直接数值模拟.建立了充分发展的可压缩槽道湍流数据库.该流场的统计特征（如等效平均速度分布,半局部尺度无量纲化的脉动均方根分布）与他人的数值计算结果吻合较好.在此DNS结果的基础上,作者对该流场进行了统计分析和机理研究.得到了可压缩槽道湍流场的高阶统计矩.同时分析了压缩性效应对近壁相干结构的影响机理,认为在可压壁湍流的近壁区,压力在压缩_膨胀上的做功部分吸收了脉动速度的动能,使得可压湍流的近壁速度条带结构更加平整.还对可压缩槽道湍流进行了标度律分析,指出可压槽道湍流中心线附近较宽的区域内存在标度律及扩展的自相似性.认为当Mach数不是很高时压缩性效应对标度指数影响不大.通过数值计算得到可压缩槽道湍流的标度指数.     

不同角度Y型狭窄血管血液流动的数值模拟

根据粘性不可压Navier-Stokes方程,建立Y型分又血管中血液流动的数学模型,进而采用有限元方法研究不同分又角Y型血管动脉狭窄位置对血液流动的影响,得到了不同角度不同狭窄位置和无狭窄病变时的数值模拟结果,主要给出了各种情况下血液流动的流线图和压力图.一方面,观察流线图可知,血液流经狭窄区域时,出现流动分离,并在一定区域产生涡流,且随着狭窄位置不同,涡流位置和涡流区域面积也随之不同;另一方面,从计算的压力图中可以看到当血液流过狭窄区域时,压力发生迅速变化,且相同分叉角度下狭窄位置不同,狭窄区域压力不同;狭窄位置相同时,不同分叉角度的血管分又区域压力也有差别.     

一类非均布载荷下中心裂纹圆盘T应力分析

实际结构中,岩石常承受非均布载荷作用;并且试验中,集中力作用下往往会存在微小的分布角,这一载荷分布也是非均匀分布的.基于此类情况提出一类非均布载荷,这种载荷为三角函数形式,在分布角的中间压力最大,然后向两边逐渐减小直至为0.运用径向集中压力下中心裂纹巴西圆盘T应力解析公式,在分布角范围内积分获得这类非均布载荷下试件的T应力解析解,并同时进行有限元分析获得数值解.通过比较这两种结果,发现二者非常吻合,相互验证了各自分析的正确性.此外,与均布力作用相比,同等条件下此类非均布载荷作用的无量纲T应力值更接近集中力作用的值,而且两者的数值误差相当小.进一步论证了实际试验中采用集中力加载的T应力公式是正确与合理的.     

疫苗与隔离措施对流感暴发影响的动力学研究

2018年1月爆发了规模空前的流感,以乙型流感为主,本次流感几乎席卷了中国大部分的地区,导致多人死亡,在社会引起了较大的恐慌.为了更好的应对流感的爆发,减少累计染病量和染病峰值,实现对流感的有效预防控制,在流感病例数据的基础上,建立动力学模型来描述乙型流感爆发的传播过程,计算了基本再生数与有效再生数,并利用遗传算法拟合数据估计出了模型中的参数;通过数值模拟,探究采取疫苗和隔离措施对累计染病数和峰值的影响,得到:隔离与免疫可降低染病峰值,减小染病规模;越早采取免疫措施,越快地减少总染病人数;与采用隔离措施相比,注射疫苗能更快得降低有效再生数.为预防和控制乙型流感爆发提供可以借鉴的理论依据与可行的控制措施.     

Copula方法中的边缘分布设定需要计量检验吗?——基于CVaR框架的资产组合视角

Copula理论已经明确了边缘分布需要正确的设定,而在实证应用中,边缘分布的设定检验存在着改进的空间,会使模型风险下降.与以往拆开检验不同,选择最新的统计量同时检验边缘分布的设定,Monte Carlo模拟结果显示同时检验比拆开检验更加稳健.通过资产组合的实证分析,发现通过检验的边缘分布在样本内获得更高的有效前沿,样本外的测试表明正确的边缘分布设定可以得到更好的投资绩效,显著性检验也支持了该结论.     

压力梯度对湍流边界层相干结构的影响

利用流动稳定性理论中一般共振三波的概念,对有压力梯度湍流边界层的相干结构进行研究。通过计算得出顺压梯度能够抑制相干结构的产生和发展,而逆压梯度对之有激励和促进的作用。此外,与无压力梯度相比,相干结构的尺度、形状以及传播速度等都已改变,理论分析所得变化趋势与实验结果相一致。计算流向涡对无量纲环量差概率密度分布曲线发现逆压梯度下流向涡对较无压梯度更趋于对称。