特斯拉线圈输电的新型探究实验

针对传统特斯拉线圈输电实验中原理深邃、线路复杂问题,设计了新型简化探究实验。在单线传输系统基础上,通过大量实验,探究了互电容在单线输电和无线输电中的等效方式与同频耦合对输电效率的影响,得出与实验结果较为吻合的简化输电模型,有利于在大学物理实验中开展教学,并对该输电技术在准无线输电方面的应用做了展望。     

碳纤维在海洋结构与装备中的应用与挑战

碳纤维具有轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳等优异的性能,在工业生产中具有广泛的应用.传统的海洋结构与装备材料以钢材为主,但是随着海洋油气资源向深水的发展,以及清洁海洋能源的开发,碳纤维在海洋结构与装备中的应用也占据了一席之地.本文主要介绍了碳纤维在海洋管缆、系泊系统、耐压结构、风机叶片、储氢罐以及结构修复中的应用及相关的一些...     

T型及KA分子筛膜的制备、修复及其天然气脱水蒸气性能研究

天然气在长距离输送之前必须进行脱水蒸气,膜分离法是天然气脱水蒸气的有效方法,其中膜材料是关键,而分子筛膜因具有均一的孔径、规则的孔道、良好的稳定性而备受关注。本研究选择孔径为3-5 μm,直径为2 cm的圆片状多孔氧化铝陶瓷作为成膜基底,通过在基底上预涂晶种后原位生长得到了T型和NaA分子筛膜,NaA分子筛膜进一步经过金属离子交换获得了KA分子筛膜,最后将两种分子筛膜应用于水蒸气含量为3.5%的甲烷气体(作为模型天然气)进行天然气脱水蒸气实验。研究结果表明,T型及KA分子筛膜对模型天然气脱水蒸气的H₂O/CH₄选择性分别为2.80和3.16。进而采用表面涂层法对分子筛膜中的缺陷进行了修复,从而有效提高了其模型天然气脱水蒸气性能,修复后的T型及KA分子筛膜的H₂O/CH₄选择性分别达到了10.52和17.71,水蒸气的渗透系数分别为104397 Barrer和28200 Barrer,甲烷损失率分别仅为2%和1%,修复后的两种分子筛膜皆具有良好的稳定性。     

Winkler地基上各向异性薄板弯曲的精确解-广义积分变换解

外界载荷作用下复合材料薄板的弯曲行为是工程重点关注的问题之一。针对各向同性和正交各向异性的薄板弯曲问题,研究人员已给出了经典数值解。由于计算的复杂性,针对各向异性薄板弯曲问题的解答较少。本文从薄板弯曲问题的控制方程出发,建立符合该问题的辅助特征方程,并确定相应的特征值和特征函数。利用广义积分变换的思想,建立了求解非正交铺层条件下各向异性薄板弯曲问题的数值算法,给出了各向异性薄板弯曲的精确解。与其他文献结果比较发现,该方法具有较好的收敛性和准确性。     

单边缺口拉伸试件J积分塑性因子有限元分析研究

管道环焊缝的断裂韧性测试是管道完整性评估的基础,而J积分塑性因子的准确计算是断裂韧性测试的前提。本文针对试件厚宽比B/W=2的单边缺口拉伸(single edge notch tension, SENT)试件,建立管道母材不含侧槽与侧槽深度为10%的试件三维有限元模型,研究裂纹长度、试件厚度、硬化指数、试件侧槽对J积分塑性因子的影响,通过数值分析结果,考虑裂纹长度、材料硬化性能等因素的影响,通过拟合方法提出适用于不含侧槽与侧槽深度为10%的管道母材SENT试件J积分塑性因子方程,此方程可用于SENT试件断裂韧性测试。     

人工智能在断裂力学的应用——裂纹识别、诊断及预测

在过去的二十年里，人工智能学者不断开发新的技术及方法应用于解决工程问题。虽然许多学者已经成功应用这些人工智能技术及方法解决工程问题，但是目前还没有相关文献系统地介绍这些技术及方法在断裂力学中的应用与发展。主要介绍了经典断裂力学的发展以及成果，并归纳总结近年来人工智能方法在断裂力学中的应用，将其成果细分为三类，包括失效模式识别，损伤和失效的检测及诊断和断裂参数的表征、反演和预测。详细讨论了人工智能方法在上述三个方面的应用情况。最后分析了这些人工智能方法在断裂力学领域中的优点及不足并提出了未来可能的研究方向。     

基于层次分析和FAD图的管道环焊缝适用性评价方法

焊缝缺陷是导致管道失效的主要原因之一，因此在役长输管道在进行升压前或复产前，应对管道全线环焊缝进行适用性评价，以排除管道隐患并确定合适的压力范围。由于管道的敷设位置大多位于地下，焊缝处的载荷参数难以准确获取，现有的环焊缝适用性评价多是仅仅基于管道内压进行评价，忽略附加载荷的影响，导致评价结果不准确。针对上述情况，本文以某天然气长输管道环焊缝开挖后的无损检测结果为基础数据，建立待评价焊缝处附加载荷的层次分析风险因素模型，改进了API 579中失效评估图（failure assessment diagram,FAD）传统评价方法，实现管道环焊缝的精准适用性评价，为管道安全提供决策支持。该方法与准则对在役长输管道全线路环焊缝适用性评价工程实践具有借鉴意义。     

基于流体质点追踪的山区泄漏原油扩散规律研究

中缅油气管道是第一条长距离跨山区输油管道，途经我国地形地貌复杂、地质灾害频发的西南山区。严峻的自然地理环境使得原油管道的运行风险极大。输油管道破裂后，泄漏的油品将导致土壤变质和大面积水体污染等环境污染问题，快速预测原油的泄漏影响范围对于泄漏抢险工作具有重要意义。本文基于数字高程模型构建真实山体地形，通过流体质点追踪法描绘泄漏路径与扩散范围，提出了一种快速泄漏预测方法。使用该方法对山地管道泄漏的各种工况进行计算，研究了各种地形下泄漏路径、范围的不同特征，得到了各种影响因素对泄漏的作用。可为山地区域输油管道泄漏的抢险工作提供有效的参考。     

掺氢天然气长距离管道输送安全关键技术与进展

利用天然气管输系统混输氢气，能实现氢气大规模、低成本、长距离输送，但掺氢混输带来更严峻的安全、技术挑战。本文围绕输送工艺及关键设备、管材相容性与寿命预测、泄漏监测检与风险评估、标准体系建设几项关键技术，探讨掺氢天然气长距离管道输送的安全问题。建议统筹规划输送网络，改进关键管输工艺与设备，建立输运协同应急与智慧决策大数据平台，制定掺氢天然气管道输送规范标准，逐步开展掺氢天然气输送技术应用示范。