基于分形理论的驻波声场中颗粒团运动特性数值预测*

基于分形理论,建立驻波声场中颗粒团动力学模型,对颗粒团的夹带系数、相位滞后和漂移系数进行数值预测。将预测结果和实验进行对比,二者吻合良好。在此基础上,研究了组成颗粒团的原生颗粒半径、数目以及排列情况对于颗粒团运动特性参数的影响。结果表明,对于由两个原生颗粒组成的颗粒团,原生颗粒半径越接近,颗粒团与等体积球形颗粒运动特性的差异越大;在分形维数一定时,随着原生颗粒数目的增多,颗粒团的夹带系数减小,相位滞后增加,漂移系数先增大后减小,颗粒团与等体积球形颗粒的动力学行为存在显著差异;原生颗粒排列趋于致密时,颗粒团的夹带系数增大,相位滞后减小,漂移系数发生单调变化,与等体积球形颗粒运动特性的差异缩小。     

含不同尺寸双腐蚀缺陷L245NCS钢管剩余强度计算

基于非线性有限元方法，建立含腐蚀缺陷管道的剩余强度计算模型，采用实验数据验证模型的准确性。在此基础上，以L245NCS管道为对象，研究了管道内腐蚀缺陷间轴向和环向的距离对剩余强度的影响。通过多因素影响分析，修正了ASME B31G标准中含双点腐蚀缺陷管道剩余强度的公式。结果表明：缺陷间在一定距离内会存在相互作用且发生相互作用的极限距离随缺陷深度的增加而增加；采用DNV-RP-F101标准计算的双缺陷相互影响的极限轴向间距和极限环向角度偏大，标准计算值与有限元计算值的最大相对误差达41%;修正后的剩余强度计算公式可用于计算含不同尺寸双腐蚀缺陷的中低强度管道的剩余强度，且计算结果相比于ASME B31G公式更接近实验值，平均相对误差为1.80%,较ASME B31G下降了9.86%。     

清管载荷作用下输气管道安全落差研究

山地天然气管道局部落差和坡度大,在清管过程中易在清管器冲击载荷作用下发生屈曲和应力超限。基于有限元方法研究了考虑管-土耦合作用的大落差管段清管过程非线性动力学特征,分析了清管器运行速度、管道坡度、清管器-管内壁间摩擦系数对管道受力和位移的影响,得到了不同坡度、摩擦系数条件下极限清管运行速度和最大高程差。结果表明:清管器运行速度、管道坡度的增加会引起管道应力、位移的增加,运行速度的影响效果更为显著;随着清管器-管内壁间摩擦系数的增加,清管冲击载荷先减小后增加;针对Φ813mm×11mm的X70输气管道,在管道坡度为30°~70°、落差不超过340m~691m范围内的清管作业是安全的。