基于离散裂缝模型的裂缝性油藏注水开发数值模拟

针对目前裂缝性油藏数值模拟方法存在的问题,基于单裂缝等效的概念,建立离散裂缝模型.对宏观大裂缝进行显式降维处理,在保证高计算效率的同时能够真实地反映裂缝对整个油藏流体流动的影响.详细阐述模型的基本原理,基于Galerkin加权残量法推导有限元数值计算格式,实现二维问题的数值模拟,通过算例验证模型和算法的正确性.以此为基础,分析裂缝对注水开发效果的影响.计算结果表明,对于裂缝发育程度不高尤其是当油藏中存在数条控制着流体流动方向的大裂缝时,离散裂缝模型具有很好的适用性.     

城市道路空气质量实时监测系统的设计

传统的空气质量检测仪只能实时显示数据,并不具备数据传输能力;仪器采集的数据取决于传感器的质量高低,而进口的红外线空气质量分析仪价格非常昂贵;为解决这些问题,利用Arduino Uno R3单片机作为控制核心,与多种气体传感器一起组成实时监测终端;传感器采集的数据经过Arduino单片机处理后,通过VANET技术发送给车载单元或手持观测器进行实时显示;同时数据也可以通过Internet传送到控制中心;重点描述了监测终端的硬件结构与软件设计,测试结果表明本系统具有可靠性高、实时性好等优点,具有非常高的实用价值。     

混凝土高坝裂缝光纤分布式监测能力的研究

基于单点裂缝模型试验结果分析,提出了一种利用瑞利散射的工程结构裂缝光纤监测复用能力的方法,得到水工混凝土裂缝光纤监测两种典型方案的裂缝复用能力,结合三峡工程泄洪坝段上游面出现的裂缝,进行了光纤裂缝传感复用能力的工程适用性分析,进一步揭示工程裂缝光纤分布式监测能力研究的意义.     

基于磁偶极子构造法几何建模的铁管磁异常正演

地下铁磁性金属管线受地球原磁场磁化产生磁场会改变原地磁场分布,而形成地磁异常;通过管道几何建模和磁偶极子构造法对管道磁异常进行正演分析;首先利用近似的立方体单元对管道进行几何建模并输出相应的立方体单元体积和中心坐标;然后将立方体单元近似为磁偶极子,使用磁偶极子构造法进行管道磁异常正演;最后研究了距径比,磁倾角,磁偏角,地球场强,管道材料磁化率对管道磁异常正演的影响;研究结果表明:在6倍距径比外,同一球面上测点磁异常值接近一致, 且管道磁异常正演结果不受磁倾角,磁偏角和材料磁化率的影响;随着地磁场强度增大,管道磁异常呈线性增大;研究成果将为自主研发高精度磁异常地下管线探测设备奠定理论基础。     

基于有限单元法和计算流体动力学的光机热集成仿真分析研究

使用计算流体动力学、传热学、固体弹性力学和光学的多物理场耦合集成仿真分析技术完成了红外热像仪中光机的热特性与热设计研究.采用有限单元法(Finite Element Method,FEM)和计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)得到了光机内部的温度场、应力变形分布及光学件面形...     

基于轮廓特征的水下混凝土结构表面裂缝检测算法

针对水下混凝土结构表面裂缝难以准确检测的问题,提出了一种基于轮廓特征的水下混凝土结构表面裂缝检测算法;在对采集到的水下混凝土结构表面图像进行预处理和边缘检测后,首先通过计算图像中边缘的长度和曲率来进行初步判别,区分杂点和部分非裂缝;然后根据裂缝轮廓相互匹配的特征,利用模板搜索来检测出真实裂缝;最后连接裂缝边缘断开部分,优化裂缝检测结果;实验结果表明,与其它算法相比,该算法检测出裂缝的准确率与完整率至少提高了3.54%。     

基于CC2531的安全监测预警系统设计

为解决目前基层军营安全监测手段存在的高功耗、高成本、实时性较差、易被破坏等问题,选用CC2531和CC2591作为ZigBee通信模块芯片,布设多种传感器,搭建无线传感网,以PC机为监测主机,制定通信协议,设计出军营无线安全监测与预警系统;实现一平方公里范围内温度、湿度、人体入侵、可燃气体烟雾浓度等信息的远程监测与自动预警;以不同距离监测哈尔滨十二月份室外温度、相对湿度为试验,无数据丢失,温湿度测量误差不大于2%,表明系统具有高可靠性、高精度、低功耗、灵活易用等优点,具有广阔的应用前景。     

基于web网络优化协议的水质污染程度在线监测系统设计

针对传统人工水质污染程度检测工作效率低、实时监测能力不强的问题,设计并实现了基于web网络优化协议的实时在线水质污染程度自动监测系统,系统利用无线传感器网络节点对区域水源水质进行监测,通过无线分组通信技术与宽带网络对数据进行远程传送,工作人员可实现web实时在线的水质信息查询、管理控制、数据收集、报警提示等操作,基于web的水质监测系统,提升了系统的可扩展性、易用性以及实时性等;系统硬件包括传感器模块、无线通信模块、单片机外围电路、以太网接口模块等;系统软件设计了web网络优化协议、系统监测平台、远程参数设置、驱动程序等内容;应用该系统对西安市护城河的水质进行污染程度监测,部署20个传感器监测节点,1个监测子站节点,1个远程web监测主站,分别监测河水中pH值、总磷浓度TP、化学耗氧量(COD)、氨氮浓度,连续采样两天时间,通过仿真实验表明,该系统实现了100%的通信成功率,网络之间访问速度是传统网络协议的5~8倍,无线传感器网络与远程监测工作稳定可靠,通信速率满足实时监测要求,适用于对城市水源水质污染程度的实时在线监测。     

基于Zigbee的人体心电信号无线监测系统的设计

提出了一种基于Zigbee技术的人体心电信号无线监测系统设计方案;采用Zigbee技术和STM32W108 ARM芯片设计了系统采集节点和汇聚节点的硬件电路,采用C语言编写了其软件,实现人体心电信号的采集和无线传输;利用Labview软件设计人体心电监测界面,实现了利用PC机对采集到的心电信号进行实时监测;实验表明,该监测系统通信质量良好,能够实现心电信号的采集、波形显示,以及心率值和心电频谱的分析,在家庭医疗领域具有较高的应用价值。     

基于LabVIEW的三维可视化温度在线监测系统设计

主要对低温真空球罐三维可视化温度在线监测系统进行介绍,为了直观显示低温真空球罐的整体温度信息,提高测试监控效率,在真空球罐外罐内壁、内罐外壁、夹层、垂直支架等部位安装温度传感器,通过LabVIEW数据采集板卡实时采集温度信号,在Pro－E中建立球罐三维模型,划分网格后导入到LabVIEW环境中,将采集到的温度信号通过空间插值算法映射到模型中,直观显示真空球罐的整体温度场分布信息,同时,通过LabVIEW增加场景对象、创建截断平面、绘图样式子VI开发了模型隐藏、剖分、透视以及拾取传感器点等多样化功能,采用三维可视化模型显示方法,增加了显示的整体性和相关性,提高了数据分析的效率,达到了对低温球罐进行实时监测的目的;该套在线监测系统已经投入使用,整体性能表现优异,尤其是直观新颖的三维可视化操作界面受到操作人员的一致好评。     

反射镜架系统运动学支撑连接的有限元建模

根据反射镜架系统中运动学支撑连接的物理接触形式,采用相应的位移协调方式来模拟其连接,建立了一个镜架结构的有限元模型,并分析了该镜架系统的模态及结构在地脉动载荷下的微振动分析。得到前三阶模态固有频率的最大误差小于5%,各测点的位移响应均方根的计算值与试验值吻合较好,多数点位移均方根误差控制在30%以内,且各支撑连接部位的传递特性的计算结果与试验结果比较一致,验证了所采用的运动学支撑连接的建模方法的可行性。     

能动抛光磨盘的有限元法分析

 能动磨盘在光学抛光时随磨盘移动位置和旋转角度不同而产生不同的变形以实时与大口径被抛光工件表面实现良好的吻合。模拟了能动磨盘的工作过程，探讨了用于光学抛光的可行性。以加工直径1.5m，f1/2的抛物面光学元件为例，用有限元法对能动磨盘能够产生的变形进行了仿真计算，结果表明能动磨盘能够以较高精度产生旋转对称或非对称的二次曲面。     

Finite element analysis of nonsynchronous directional couplers

Abstract

An accurate vector finite element solution of the nonsynchronous directional coupler problem is presented, illustrating coupling lengths and supermodes of the complete structures.     

Finite element analysis of nonsynchronous directional couplers

An accurate vector finite element solution of the nonsynchronous directional coupler problem is presented, illustrating coupling lengths and supermodes of the complete structures.     

基于弹性力学的应力加工方法有限元分析

基于弹性力学理论,对应力加工方法的原理、算法及玻璃薄板对复杂面型的模拟进行了研究。在球面镜周边分布力和力矩的状态下对球面变形为轴对称非球面进行了分析,以抛物面镜为例,采用有限元法对玻璃薄板周边施加均布弯矩后产生的变形量和最大应力进行了模拟、分析和仿真计算,得出的仿真结果与球面和抛物面之间的理想变形量进行比较,验证了基于弹性力学的应力加工方法加工旋转对称非球面理论的正确性。     

Nd: YAG激光烧蚀裂解加工技术模拟分析与实验研究

激光裂解技术能够极大改善发动机缸体主轴承座的加工质量并显著提高加工效率. 为探寻Nd:YAG激光烧蚀球墨铸铁材料裂解槽的裂解性能, 本文基于有限元法成功构建了发动机缸体主轴承座激光裂解加工过程仿真模型, 针对QT500-7球墨铸铁主轴承座的裂解参数进行了仿真分析. 研究结果表明: 在影响裂解质量的三个裂解槽几何参数中, 槽深较张角及曲率半径对裂解载荷的影响效应更为明显; 裂解载荷随槽深的增加而迅速降低, 随槽张角和曲率半径的增加而升高; QT500-7球墨铸铁发动机缸体主轴承座激光裂解加工优化参数应为裂解槽深选为0.5 mm, 裂解槽张角选为60^o, 裂解槽半径选为0.2 mm. 有限元模拟分析结果得到了单向拉伸实验结果的验证. 本工作通过ABAQUS仿真模拟及大量裂解载荷试验确立了裂解槽几何形状的优化参数, 为显著降低裂解载荷和优化裂解工艺提供了数值参考, 有利于实现发动机缸体加工的快速发展, 从而促进汽车工业实现绿色制造.     

基于弹性力学的应力加工方法有限元分析

基于弹性力学理论,对应力加工方法的原理、算法及玻璃薄板对复杂面型的模拟进行了研究。在球面镜周边分布力和力矩的状态下对球面变形为轴对称非球面进行了分析,以抛物面镜为例,采用有限元法对玻璃薄板周边施加均布弯矩后产生的变形量和最大应力进行了模拟、分析和仿真计算,得出的仿真结果与球面和抛物面之间的理想变形量进行比较,验证了基于弹性力学的应力加工方法加工旋转对称非球面理论的正确性。     

一种二阶混合有限体元格式的GAMG预条件子

针对一种含跳系数椭圆问题的二阶混合有限体元格式,讨论求解相应离散系统PGMRES法的预条件子构造问题.通过严格的理论分析,建立分层基下该二阶混合有限体元刚度矩阵和二次有限元刚度矩阵的谱等价关系,并利用关于二次有限元刚度矩阵的一种基于分层思想的GAMG预条件子,为二阶混合有限体元刚度矩阵设计一种高效GAMG预条件子.数值结果验证理论分析的正确性和新预条件子的高效性与稳定性.     

耦合FE/WB法在声分析中的应用

简要描叙FE法(finite element method)和WB法(wave based method)的理论背景以及耦合FE/WB法的数学基础.耦合FE/WB法利用两者的优势——FE法的广泛应用和WB法的高收敛特性,将FE模型中较大且几何简单的部分采用WB法代替.耦合模型具有相对较少的自由度.对于较高的频率还可以进行细分得到更高的计算精度,并利用模态缩减法进一步减少自由度数.数值算例结果表明,该耦合方法有潜力覆盖中频段的声分析.     

反射镜架系统运动学支撑连接的有限元建模

 根据反射镜架系统中运动学支撑连接的物理接触形式,采用相应的位移协调方式来模拟其连接,建立了一个镜架结构的有限元模型,并分析了该镜架系统的模态及结构在地脉动载荷下的微振动分析。得到前三阶模态固有频率的最大误差小于5%,各测点的位移响应均方根的计算值与试验值吻合较好,多数点位移均方根误差控制在30%以内,且各支撑连接部位的传递特性的计算结果与试验结果比较一致,验证了所采用的运动学支撑连接的建模方法的可行性。