高速通道压裂裂缝的高导流能力分析及其影响因素研究

高速通道压裂是近年在非常规致密油气资源开采中出现的新工艺, 已在世界范围内推广实施, 并取得了良好的增产效果. 该技术可使支撑剂在人工压裂缝中形成簇团式分布, 从而形成油气高速流动通道, 提高裂缝的导流能力. 但目前对于高速通道压裂裂缝高导流能力的形成机理及其影响因素尚不清楚. 对此, 本文从流体力学理论出发, 首先将高速通道压裂裂缝内形成的支撑剂簇团视为渗流区域, 簇团间的大通道视为自由流动区域; 然后基于Darcy-Brinkman方程建立了裂缝内的流动数学模型, 采用均匀化理论对该流动数学模型进行了尺度升级, 推导得到了高速通道压裂裂缝的渗透率, 揭示了其高导流能力的形成机理; 并以此为基础, 分析了不同支撑剂簇团形状、大小以及分布方式等因素对其导流能力的影响, 可为高速通道压裂工艺参数设计与优化提供基础.     

振动环境试验设备系统仿真

振动试验系统由振动控制器、功率放大器、振动台、夹具、试件、加速度测量系统等组成。振动试验设备系统包括了除夹具、试件以外的各系统，涉及力学、电子学、计算机测量与控制等多个领域。通过对整个设备系统进行仿真，可以对振动试验开展定量的和数字化的研究，对深入认识振动试验的原理、改进和提高试验质量，具有重要意义。     

正弦振动控制系统仿真与算法改进

为了进一步认识正弦振动控制算法和分析试验中出现的控制问题：(1)固定带宽式跟踪滤波器低频段幅直识别精度较低；(2)正弦扫频遇尖峰或尖谷时，引起的控制谱超差，继2002年开展正弦振动控制算法研究和电动振动台建模研究的基础上，建立了正弦振动控制仿真系统。通过仿真，就固定带宽式跟踪滤波器幅值识别和常规正弦振动控制算法对具有高Q值尖峰模型的控制问题做出了原理性的剖析，并在此基础上提出了一种基于FFT的幅值识别方式和多种幅值修正控制算法改进策略。     

缝洞型介质流动模拟的多尺度分解法

缝洞型介质通常具有非均质性强、结构多尺度的特征.传统数值方法在解决此类多尺度流动问题时,难以兼顾计算精度与计算效率,无法实际应用.对此,本文提出了多孔介质流体流动的多尺度分解法,并应用于缝洞介质流动模拟,能够大幅减小计算的复杂度,同时,可以通过控制均化程度控制计算精度.该方法将求解空间分为若干个子空间的正交直和,从而获得一个近线性的计算复杂度;以分层计算的方式实现了快速计算,另外这种方法是一种无网格方法,具有较好的地层适应性.同时,采用离散缝洞模型简化缝洞结构,进一步提高了计算效率.详细阐述了基于多尺度分解法的多孔介质流体流动数值计算格式的建立,重点介绍了如何在不同的层次上计算基函数.数值结果表明,本文提出的计算方法不仅能够准确捕捉多孔介质中的精细流动特征,而且具有很高的计算效率,是一种有效的流动模拟方法.     

随机振动控制算法研究与仿真分析

随机振动试验是振动环境试验常用的一项重要试验方法。开展随机振动控制算法研究，将有助于提高随机振动试验技术水平。随机振动控制原理如图1所示，其系统的主要功能模块可分为：测量信号的自功率谱密度（PSD）计算；驱动信号的PSD更新；驱动信号相位随机化，转换成FFT谱；IFFT变换生成时域帧信号；时域帧信号搭接。     

电动振动台模型分析与模型辨识

电动振动台作为振动环境试验的主设备，开展电动振动台建模和模型辨识研究，将有助于深入了解电动振动台系统的内部结构和工作原理，准确掌握其特性与性能；并将有利于更好地设计振动环境试验，维护设备；也是开展振动控制技术研究和振动试验仿真研究所必须的。我们首先分析了电动振动台的电力学模型，然后在建立电动振动台数学模型的基础上，采用了时域和频域两种辨识方式，通过试验和算法设计，针对振动台空台面及带滑台和带简单试件的3种情形下开展了辨识工作，结果表明辨识效果良好。     

滑动回归最小二乘算法在某电动振动台模型辨识中的应用

为了能够准确地建立电动振动台的仿真模型,了解电动振动台系统特性,笔者在分析电动振动台数学模型的基础上,利用先进的滑动回归最小二乘辨识算法,有效地开展了电动振动台这一复杂电力学系统阶数和时延的确认,参数估计,并最终建立了系统的ARMA模型。文章最后,举出了某型电动台空台面和另一型振动台带滑台的模型辨识结果,并通过正弦扫频试验给予验证。结果表明,该算法辨识精度高,收敛速度快,鲁棒性强,能克服一定的噪声,对于高阶线性系统辨识具有良好的辨识效果。     

振动试验设备仿真系统中的数据通讯

振动试验设备仿真系统是一套全数字仿真系统由3台计算机组成，形成一个Client／Server模式的网络体系。采用TCP协议在服务器和客户机之间建立了点一点面向连接的网络通讯。采用VB设计客户机应用程序，采用MATLAB的SIMULINK工具设计仿真程序，由于SIMULINK没有数据通讯模块可以直接调用，因此仿真系统中的数据通讯实现，难点在于MATLAB环境下的Winsock网络通讯程序设计。     

嵌入式控制器在离心机上地震模拟振动试验中的应用

为实现在离心机上的高频高量级地震模拟振动试验,以工控机、嵌入式实时控制器、FPGA机箱、数据采集模块等硬件为基础设计了一套地震波再现数字控制系统。通过工控机上的上位机程序实现与用户交互,根据设定的参考地震波形,计算并输出驱动数据给伺服控制系统。同时利用运行于RT上的控制程序以及FPGA底层程序来实现振动台面响应加速度的同步采集,其中采集信号通过DMA FIFO传送给RT,可确保数据不丢点。控制系统利用同步的响应与驱动信号进行系统辨识,在经过几次驱动修正与误差计算的迭代过程后,最终在离心机上振动台面再现出满足试验要求的时域地震波形,振动控制的效果和精度满足系统研制的技术要求。