一种新的长输管道泄漏点定位方法

将压力梯度法与逆瞬态法结合,提出了适合长输管道的泄漏点定位方法. 该方法将泄漏点前后的摩阻系数以及泄漏流量系数看作优化控制变量、水击方程的数值计算结果与测量值之差的绝对值作为控制目标,利用遗传算法优选泄漏点前后的摩阻系数,与压力梯度法结合不断迭代求解泄漏点的位置. 通过输水管道的泄漏实验得到该方法漏点定位的平均误差为4%左右.      

基于瞬变流和遗传算法的管道泄漏辨识

输水系统管道的泄漏影响瞬变水击波波形的畸变和衰减特性,对泄漏的定位和定量是泄漏辨识研究的重要环节.考虑水力瞬变中非恒定摩阻的影响,将泄漏参数反映在建立的管道瞬变流时域数学模型中,给出离散网格和求解方法,分析不同泄漏参数对瞬变水击波的影响,用遗传算法结合瞬变流时域模型的特征线法最小化管道测点压力实测和计算响应值的均方误差来辨识泄漏参数,其中实测信号首先经过预滤波和小波去噪处理.通过模型试验对瞬变流数学模型和泄漏反问题分析模型作了率定和验证,结果表明此法能有效的辨识出小泄漏参数,并且检测信号主动,阀门扰动可操作性强.     

瞬变流摩阻计算及摩阻对水力瞬变的影响

摩阻损失的精确计算对于长输管道的水力瞬变分析是很重要的一个环节、过去为减少计算工作量，采用固定摩阻系数和流量一阶近似法计算瞬交流摩阻，精度有限．本跟踪液流流态变化，采用变摩阻系数和流量二阶插值法计算瞬交流摩阻，提高了摩阻计算精度．同时，从理论上分析了管道摩阻对水力瞬变的影响，澄清了一些模糊认识．     

黏弹性管道水柱分离弥合水锤有限体积法模型

基于有限体积法二阶Godunov求解格式对黏弹性输水管道中水柱分离弥合现象进行建模和模拟研究. 在传统的弹性管道模型基础上考虑管道黏弹性效应的影响. 在瞬变流控制方程中引入管道黏弹性项和动态摩阻项, 采用有限体积法进行求解, 考虑压力修正系数来模拟自由气体对计算单元的影响, 同时为避免数值模拟结果产生虚假震荡引入斜率限制器MINMOD函数; 通过虚拟单元法进行边界构建, 实现了计算区域的统一计算. 将所建模型计算结果与已有模型结果、试验结果进行对比, 并对影响模型的各参数进行敏感性分析. 结果表明, 本文模型能够准确模拟出纯水锤、水柱分离弥合水锤两种情况下的瞬态压力变化, 均能与试验数据高度吻合; 与传统的特征线方法相比, 当库朗数C_r小于1时, 有限体积法二阶Godunov格式计算结果更准确、稳定; 在压力波动的衰减过程中, 黏弹性效应相比于管道摩阻起主导作用; 与弹性管道模型相比, 考虑管道黏弹性效应后可显著提高模拟结果的准确性, 尤其是压力波峰值的相对误差明显降低.      

含泄漏及弯头三维输水管道内水锤波传播特性研究

建立了含泄漏及弯头的三维几何模型,基于仿真软件,采用k-ε模型模拟了水锤波在管道的传播规律,分析了泄漏、弯头及流体粘度变化对输水管道内水锤波传播特性的影响。利用计算结果解释了非恒定摩阻模型影响水锤波波速这一现象。研究表明:(1)管道存在泄漏时,泄漏孔的存在并不改变水锤波的传播速度,弯头和粘性效应影响水锤波的传播速度;粘性越大,水锤波衰减幅度越大;泄漏位置越接近管道末端,水锤波衰减越快。(2)摩擦阻力的存在造成管道内水锤波呈现持续的线充效应,管道内壁的粗糙程度和管道的长度决定了线充效应的增压幅度,长度越大,线性充填效应越明显。     

游泳衣料的表面摩阻测量

本文介绍用二维激光流速仪对游泳衣料的局部表面摩阻作对比性实验的一组测量结果.由于游泳衣表面为具有高度柔弹性的粗糙壁面,所以表面摩阻系数的值由离壁面稍远的对数律层的速度分布求得.实验结果表明,不同衣料的表面摩阻的差别可达90%左右,国产的单向弹性奥纶游泳衣的表面摩阻系数最小.由此可知,这种具有纵向纹理的衣料对于减少水对运动员的阻力最为有利.     

基于水力瞬变与扩展卡尔曼滤波的管道流体监测与泄漏定位

引入一种长输管道流体监测与泄漏定位的新方法,将管道流动的瞬变流模型转化为状态空间模型的描述,以管线沿程流量、压强水头为状态变量,管道进口流量和出口压力视做非线性动态系统的控制输入,出口流量和进口压力观测序列构成系统的测量向量。基于小信号原理首先线性化处理非线性模型,然后用扩展的卡尔曼滤波器结合传统的双曲方程特征线解法估计泄漏尺寸与位置,并实时模拟出管道流体的压力流量过程及其沿管道的分布。试验和仿真算例表明此法模拟的管道流动状态能较快收敛到稳定状态,并且泄漏尺寸估计与定位的结果与给定值比较吻合。因此引入扩展的卡尔曼滤波能够提高瞬变流模拟管道非定常流动的准确性和跟踪能力。     

小问题(42)

133.一轮半径为R,重量为P,在其铅垂直径的上端B点处作用水平力Q。轮与水平面间的滚动摩阻系数为δ。问水平力Q使轮子只滚动而不滑动吋,轮与 ...     

小问题

133.一轮半径为R,重量为P,在其铅垂直径的上端B点处作用水平力Q。轮与水平面间的滚动摩阻系数为δ。问水平力Q使轮子只滚动而不滑动吋,轮与     

摩擦与滚阻对被动行走器步态影响的研究

本文研究了圆弧足被动行走器支撑足与地面间的摩擦系数和滚阻系数对被动行走器步态的影响.首先分别利用扩展的赫兹接触力模型和LuGre摩擦模型描述了支撑足与地面接触点处的法向支撑力和切向摩擦力,并考虑了行走过程中支撑足所受的滚动摩阻;其次利用第二类Lagrange方程推导出了该系统的动力学方程,并通过与已有成果的对比确定了合适的LuGre摩擦模型参数;最后仿真分析了摩擦系数和滚阻系数对被动行走器步态的影响.研究发现:摩擦系数的改变虽然对被动行走器行走的平均速度、步幅,以及支撑足接触点处的最大法向接触力的影响较小,但摩擦系数的减小会改变其行走步态类型,如发生倍周期分岔甚至混沌现象;然而,滚阻系数的改变会对行走器行走的平均速度、步幅,以及支撑足接触点处的最大法向接触力的影响较大,尚未发现滚阻系数的改变会引起其行走步态的变化.     

摩擦与滚阻对被动行走器步态影响的研究

本文研究了圆弧足被动行走器支撑足与地面间的摩擦系数和滚阻系数对被动行走器步态的影响.首先分别利用扩展的赫兹接触力模型和LuGre摩擦模型描述了支撑足与地面接触点处的法向支撑力和切向摩擦力,并考虑了行走过程中支撑足所受的滚动摩阻;其次利用第二类Lagrange方程推导出了该系统的动力学方程,并通过与已有成果的对比确定了合适的LuGre摩擦模型参数;最后仿真分析了摩擦系数和滚阻系数对被动行走器步态的影响.研究发现:摩擦系数的改变虽然对被动行走器行走的平均速度、步幅,以及支撑足接触点处的最大法向接触力的影响较小,但摩擦系数的减小会改变其行走步态类型,如发生倍周期分岔甚至混沌现象;然而,滚阻系数的改变会对行走器行走的平均速度、步幅,以及支撑足接触点处的最大法向接触力的影响较大,尚未发现滚阻系数的改变会引起其行走步态的变化.     

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。     

可压缩流边界层参数的工程计算方法

本文把边界层理论中的参考焓方法推广到具有压力梯度的二维和三维轴对称流动,得到了物面动量厚度和摩阻的计算公式.同时利用边界层理论的某些成果推导了边界层各种厚度之间的近似关系.所得公式计算方便,与目前流行的但只适用于特殊情况的公式和有关的实验数据的比较表明,本文的结果是满意的.     

长输管道泄漏故障诊断方法的研究

将序贯概率比检测法（SPRT）应用到管道泄漏的在线故障诊断中，基于SPRT检测法提出了泄漏识别因子，该因子的提出大大提高了泄漏监测系统的识别精度。同时对于非稳定流体，引入了相对稳定过程的概念，通过对均衡流量的检验可以进行泄漏监测。最后，利用参数识别等方法对泄漏进行定位，实验结果证明了方法的有效性。     

响应面法在结构参数灵敏度及可靠性分析中的应用

采用Box-Behnken 矩阵设计方法进行试验设计,并根据设计点的响应,利用最小二乘回归法建立响应面函数. 将响应面函数中参数的梯度信息与其分散程度结合,得到各参数的灵敏度系数,再归一化灵敏度系数得到概率灵敏度;将响应面模型与一次二阶矩法相结合计算结构的可靠度. 针对一个具体算例,分别采用基于响应面法与基于ANSYS 的Monte Carlo 法计算了结构的灵敏度及可靠度值,结果的一致性验证了该方法的有效性.     

一种微管中启动压力梯度测量方法

为了更加准确地测量低渗透多孔介质中液体流动的启动压力梯度,本文设计了一种在微管中测量启动压力梯度的方法:将静态法和稳态流动实验相结合,研究微管内的去离子水从静态到流动状态整体的压力反应. 实验结果表明:由稳态流动实验得到微管启动压力梯度,是静态法所得启动压力梯度值的14.5倍,说明在以往通过动态实验值所推得启动压力梯度数值过大. 这可以解释为在油藏工程中,实验室测得的启动压力梯度往往过大,无法向现场推广的原因. 研究表明:可以将该方法用于低渗透岩心的启动压力梯度测量实验中,更加准确的获得低渗透油藏的启动压力梯度值. 本文的研究不仅证明了微米尺度下启动压力梯度的存在,而且给出了更加准确测量启动压力梯度的方法.     

EFFECT OF TRANSVERSE CURVATURE ON AXISYMMETRIC COMPRESSIBLE LAMINAR BOUNDARY LAYER

在轴对称细长体的绕流中,同物体当地横向曲率半径相比,粘性边界层厚度可能不是一个小量,而可能是大好多倍的量;这时在经典的Prandtl边界层方程中,以物体的横向曲率半径来代替边界层中任一一点到对称轴的距离,这种简化方法已不适用.因此,本文老虑了横向曲率对轴对称可压缩层流边界层流动的影响.首先研究了强影响区.在完全气体,Prandtl数等于1,粘性系数与温度成正比,以及压力梯度可以忽略等假定下,以一个表示横向曲率影响的量θ为小参数,将流函数展成幂级数,从而求得了强影响区域中的摩阻系数和热传递系数的渐近解.为了使这个展开式一致有效,文中用FLK方法消除了二级近似(卽级数中的第三项少在物面附近的奇异性。结果表明,对于幂次物体r_w~xⁿ来说,在强影响区,物面摩阻系数C_f和热传递系数St有下面的形式:C_f=4C_e/R_ex T_w/T_e x/r_w cosφ{θ+[0.577-In(1+2n)]θ²}+O(θ³,St=1/2C_f.其次,采用动量积分关系方法研究了横向曲率在整个流动区域中的影响,文中采用Crocco变量下的形式,选择适当的切应力τ和速度μ的关系,求得了圆柱和圆锥的C_f, St表达式,井与弱影响区、强影响区的渐近解作了比较.     

管道凸起激波/湍流边界层干扰的数值模拟

采用基于部分平均的湍流方程组,模拟了管道凸起流动中两种不同强度的激波-湍流边界层干扰现象,对流场的时均参数与实验值进行了比较,计算得到的壁面压力分布、摩阻系数分布、边界层厚度和速度型与实验值比较吻合很好.结果表明基于部分平均的湍流方程组既能够准确模拟小分离的激波/湍流边界层干扰流动又能够准确模拟大分离的激波/湍流边界层干扰流动,较好地预测了典型的λ激波结构.     

滚而不滑非静力学问题

本刊1987第2期上《小问题》栏133题的解答读后,似感不妥.不揣冒昧,愿与原作者商榷.为方便计,现将原题及解答抄录如下:133.一轮半径为 R,重量为 P,在其铅垂直径的上端 B 点处作用水平力 Q.轮与水平面间的滚动摩阻系数为δ.问水平力 Q 使轮子只滚动而不滑动时,轮与水平面间的摩擦系数(?)需要满足什么条件?答133.轮子滚动的条件为     

滚而不滑非静力学问题

本刊1987第2期上《小问题》栏133题的解答读后,似感不妥.不揣冒昧,愿与原作者商榷.为方便计,现将原题及解答抄录如下:133.一轮半径为 R,重量为 P,在其铅垂直径的上端 B 点处作用水平力 Q.轮与水平面间的滚动摩阻系数为δ.问水平力 Q 使轮子只滚动而不滑动时,轮与水平面间的摩擦系数(?)需要满足什么条件?答133.轮子滚动的条件为 ...