多年冻土区埋地输油管道热力影响研究

基于冻土区土壤带相变的传热过程建立了埋地管道周围土壤温度场的二维计算模型,采用数值方法对其进行了求解,并模拟了在不同油温、不同保温层厚度与不同土壤含水量等因素影响下管道运营期内管道周围土壤的温度变化。研究结果表明,采用等效热容法能较好地处理冻土相变问题并能有效地应用于埋地管道周围土壤所受热力影响的计算,能够为预测管道运营期内周围土壤的融化范围提供技术支持。     

圆筒形真空绝热板及其在热力管道工程中的应用

真空绝热板是目前绝热性能最好的保温材料,其导热系数可低达0.004W/(m·K)。平板结构限制了其应用及推广。介绍了一种圆筒形真空绝热板,对其设计方案进行了详细的阐述。设计了热力管道保温形式,并采用CFD软件对其在热力管道外的传热情况进行了模拟;与普通保温材料进行了对比,并分析了不同水流速对管道保温的影响。研究结果表明:圆筒形真空绝热板对管道的保温明显比普通保温材料效果更好;管道内水速的不同对管道的保温效果有一定程度的影响,水流速应根据管道具体情况而定。     

基于改进的两维Otsu管道红外图像高温区域分割研究

石化管道通常可分为常温区域和高温区域两部分。高温区域的存在影响着整个系统的安全运行,热量的散失将会引起资源的浪费及环境的污染等一系列问题。红外光谱图像能够较好地描述石化管道的高温区域,但是如何从中提取高温区域是红外光谱图像处理的一类难题。为实现从红外图像中,将高温区域准确快速分割出来的目的,基于经典的一维Otsu算法提出一种改进的二维多阈值自动获取方法。该算法首先对管道红外图像进行经典单阈值分割,将图像划分为背景和管道两部分。然后基于管道图像区域,以管道灰度图像与平均值图像作为图像二维,对目标图像进行二维双阈值分割,最终将较大的阈值作为划分管道常温区域与高温区域的分割点。将本算法对不同的管线进行多次试验分析,结果表明,采用改进的二维Otsu多阈值算法能够更加清晰的将管道从复杂背景中提取出来,并在此基础上把高温区域更精确的分割。     

含蜡原油管道恒压再启动失效概率研究

管道停输后再启动失败(即凝管)是含蜡原油管道安全运行的主要威胁.传统的管道再启动安全性评价采用确定性方法,未考虑相关参数随机波动的影响。本文基于可靠性思想,综合考虑运行参数、油品物性参数以及环境参数的不确定性,从管道再启动失效机理出发,建立了基于流量恢复的极限状态函数,并引入干涉原理对其进行求解;研究了输量、管径、土壤温度等随机参数均值变化对管道再启动失效概率的影响,实现了以概率形式定量描述管道再启动的安全性,提出了基于可靠性的输油温度和安全停输时间确定方法.     

非结构化网格的扩散通量计算方法评价

本文分析对比了5种用于非结构化网格的扩散项的离散格式的精度和运算量。结果表明,除简单投影法外,其它方法的精度相差不大,但计算量差别较大。在此基础上,改进了Kobayashi的法向梯度法,克服了它对网格质量依赖较强和易于发散的缺点。总的结果表明在非结构化网格上提高扩散通量的计算精度仍然是一个值得继续研究的问题。     

基于自适应非结构化网格的VOF方法

本文提出了一种基于自适应非结构化网格的VOF算法,根据相界面网格的相函数值对相界面网格进行自适应细化与合并,通过基于非结构化网格的界面构造方法构造相界面,在适量增加网格单元数量的情况下提高了计算的精度。该方法随着时间及相界面的变化无需重新整体生成网格,算法效率较高。经典算例的验证结果表明,本文自适应网格方法计算得到的结...     

粘性不可压流体流动问题用直角坐标网格的贴体解法

研究一种新的全贴体的求解粘性不可压流体流动问题的非结构化直角坐标网格方法．该方法在于利用直角坐标网格但通过在边界附近保留不规则控制体，使得算法是完全贴体的．这有别于目前流行的各种非结构化直角坐标网格方法．通过对两个典型流动问题的计算对该数值方法进行验证．对比结果表明，本方法计算的结果与精确解和STAR—CD的结果在一定Re数和网格数时是很接近的，可以满足一定的精度要求，说明该数值计算方法是可行的．还对二维钝头体周围的流场进行了计算，计算的流场与STAR-CD的结果相当吻和，说明该算法还可计算较复杂的流动现象．     

一种固定网格上拉格朗日点追踪的快速算法

提出一种基于非结构网格颗粒追踪的改进算法.在已有算法的基础上,发展适用于包含任意多边形单元界面的混合网格算法,对不共面的空间多边形界面进行虚拟三角化,实现基于任意混合网格的拉格朗日追踪.数值试验证明方法可行可靠.通过对固定容器内喷入的不同数量颗粒进行追踪的数值测试及与文献对比,显示算法高效,在颗粒数为10 000时,效率提高约47%.     

离心叶轮及无叶扩器内湍流的非结构化网格数值解法

利用非结构化网格上的有限体积法对三维湍流进行了数值研究,提出了不用求解单元顶点处变量值的二阶混合差分格式,既避免了复杂耗时的单元顶点处变量值的计算,又避免了普通差分格式在非结构化网格上易于引起网格界面方向相关性问题。最后利用非结构化网格计算程序,数值求解了一台离心风机内叶轮及无叶扩压器通道内三维相对定常湍流,计算结果与实验值的比较表明速度的计算值与实验值吻合较好。     

油气水三相流埋地管道温降的影响因素研究

油气水三相流埋地管道温降是油气集输系统运行管管道保温状况(热阻),产液量,产气量,含水率,土壤物性,起点温度等.目前,关于各种影响因素对温降的影响程度,国内外尚未见相关报道.本文结合大庆油田生产现场常用的运行数据,分析各种影响因素对温降的影响程度.研究结果表明;主要影响因素为产液量、管长、热阻;管道埋深、起始温度、土壤的导热系数次之;管径、含水率、土壤的导温系数、产气量对温降的影响可忽略.