基于声发射岩体压裂损伤演化特征研究

非常规油气储层体积压裂是油气开采的主要技术手段,准确地描述缝网压裂裂缝的演化规律是研究体积压裂的核心问题,运用声发射信号参数特征定义了岩体损伤变量,基于能量守恒原理,建立压裂岩体破裂与裂缝演化的折迭突变模型.通过选取吉林德惠菜园子页岩岩心开展了相关研究,理论计算与室内试验结果表明,岩体压裂具有突变破裂行为特征,理论计算结果与室内试验结果吻合较好.为后续裂缝演化研究奠定了科学基础.     

煤岩体压裂分形损伤突变演化模型的研究及应用

煤岩与其他普通岩石的力学性能明显不同.为了描述煤岩体压裂岩体突变形成裂缝以及裂缝的扩展问题,基于突变理论定义了损伤变量,并建立了岩体突变过程的能量释放计算模型.基于能量守恒原理,建立了突变后微裂缝扩展的能量方程.通过对黑龙江省鸡西煤矿张晨矿区西三采区3#层右六巷区块煤样在不同压裂阶段缝内流体净压力和微裂缝扩展规律的观察分析,得到由于岩体物性参数不同,微裂缝开始破裂的时间不同,为后续裂缝演化内在混沌特征的研究提供了依据.     

可瘪管定常流动的若干新现象

在较宽的参数范围内进行了可瘪管定常流动实验。当流速-波速比较高时,发现了若干新现象:(ⅰ)当管道开始被压瘪,或已压瘪的管道即将完全开启时,流态发生突变,从定常流变为脉动流(或相反);同时,流量、压力发生阶跃;(ⅱ)压差-流量曲线出现双峰;(ⅲ)在正阻尼区亦可能发生持续的振荡。讨论了实变发生的原因和激振机理。     

逆冲断层地震主震的突变理论分析

逆冲断层系统作准静态形变时的功、能量增量关系可以分解为关于体积应变能的功能增量关系和关于偏应力能的功能增量关系．采用突变理论方法对逆冲断层系统的偏应力功能量增量关系进行的分析表明:折迭突变模型展示的性状可对逆冲断层地震主震的发震条件、演化过程和若干震后特性作恰当描述．围岩的围压大,最大主应力大,逆冲潜断层面倾角小,围岩切向刚度与断层抗剪强度曲线软化段拐点处斜率的比值小, 则震时围岩弹性能释放量大、 震级高, 断层破裂半错距大, 围岩端面位移振幅也大．断层岩体破裂扩容和震时围岩体积应变能释放, 增强了前述效应．     

双筒流变仪中粘弹性流体的解析解及运动特性分析

求得二阶流体和Maxwell流体在环管内不定常旋转运动问题的解析解.据此可以分析环管内旋转速度和切应力分布与变化特征.流体的物性常数、管道环隙大小等参数在解析公式中有明确反映,便于分析与讨论.本解可以用来分析类似的工程流动问题,尤其更具有针对性的是分析双筒流变仪中流动特征与应力状态,确定材料的粘弹性参数.通过计算,发现当外筒作简谐振动时,Maxwell流的速度和切应力变化曲线上有突变结,突变结上振幅和相位都发生突变.当外筒匀速旋转时,Maxwell流体的速度和切应力变化曲线分别呈斜方波和锯齿波形状.振动周期与材料常数H_a二次曲线相关.     

温州民间借贷利率与金融信贷传导机制分析

温州民间借贷利率走势进行结构突变单位根检验,发现它属于结构突变的趋势平稳过程,并确定其突变发生的时间点及结构突变形式,得出温州民间借贷利率在2004年7月间出现结构突变结论.接着运用VAR模型及相关分析技术,结合结构突变思想,分析了民间借贷利率与金融信贷间相互作用关系,最后给出相关经济结论.     

统计视角下的结构突变检验设计及其应用

在结构突变检验中,针对参数统计检验需要依赖于严格假定的局限,本文创新性地提出了一套切实可行的非参数统计检验方法和检验程序。蒙特卡罗模拟表明,这套非参数统计组合设计具有较高的检验效力;结构突变前后样本量大小并不影响对截距与斜率双突变以及截距不变、斜率突变进行检验的检验效力,而对截距突变、斜率不变以及无结构突变检验影响较大。     

新疆油田非金属管道风险评价

针对新疆油田非金属管道在集输、注水、供水等系统上使用过程中暴露的诸多问题,确定了非金属管道风险事故因素集,建立了基于模糊综合评判法的非金属管道风险评价数学模型,采用层次分析法确定指标权重区间,对非金属管道进行风险评定.通过实例分析表明,管道材质、运行管理及施工质量在非金属管道使用风险中起到主导作用.     

T型微通道内的幂律流体液滴破裂行为的格子Boltzmann方法模拟

采用格子Boltzmann方法(LBM)研究了T型微通道内幂律流体液滴运动行为及其流型相图.主要研究了液滴幂律指数n对液滴破裂时颈部厚度、前端运动距离等形变特性以及流型相图的影响.数值结果表明,幂律流体液滴在T型微通道内存在阻塞破裂、隧道破裂以及不破裂三种流型.在阻塞破裂过程中,液滴颈部厚度随时间逐渐减小,且液滴幂律指数n越大,液滴颈部厚度随时间减小得越慢.同时液滴前端运动距离随时间线性增加,且随着n的增加,液滴破裂时前端运动距离越长.在隧道破裂过程中,液滴颈部厚度也随时间逐渐减小,与阻塞破裂相似,n越大液滴颈部厚度减小得越慢.与阻塞破裂相比,液滴隧道破裂时对应的临界颈部厚度有所增加,且液滴前端运动距离随时间先快速增加,然后再缓慢增加,隧道宽度随时间近似呈对数增长.此外,液滴未破裂时液滴颈部厚度以及液滴前端运动距离出现波动现象.液滴的幂律指数n越大,液滴越容易破裂,但越不容易达到阻塞破裂.根据数值模拟结果得到了各流型相图之间幂函数形式临界分界线的拟合公式,该拟合公式可以预测不同流型.     

油气管道弱磁力层析无损检测技术研究

建于上世纪七八十年代的油气管道运行了近40年,在役管道中约60%服役时间超过20年,进入事故多发期。对于大量新老管线,在不同程度上存在着未融合、气孔、裂纹、腐蚀等引起应力集中等缺陷。目前的内检测手段难以有效发现这类缺陷,并且受到许多清管条件的限制。油气管道弱磁力层析无损检测技术不受现场检测条件限制,可直接对新建和长期运行的铁磁性管道进行上述缺陷检测,根据缺陷异常等级针对性地提出维修建议,预防管道穿孔、开裂等事故的发生,从而提高油气管道安全运行能力与完整性管理水平。建立铁磁构件应力集中区的力磁耦合模型,可以定性预测缺陷的分布、深度以及应力对磁信号的影响。在理论基础上,利用研发的弱磁信号采集仪对燃气管道进行了检测,准确地查找出了埋地燃气管道的穿孔位置。     

害虫种群尖点突变模型的几何分析

基于尖点突变的性质,对修改后的Logistic模型进行变换,并将其化为具有尖点突变的标准模型.利用微分方程定性理论,对模型进行分析,并根据突变理论,给出突变发生的条件.最后利用仿真验证结论的正确性.     

An estimation of reliability of unidirectional composites by catastrophe theory

In the present work, interest is centered on the theory of fracture and practical approaches to reliability estimation of unidirectional composite materials which are based on it. Fracture mechanics is considered not as a theory of macrocracks but as mechanics of fracture mechanisms of the composites with allowance made for probability estimation. A model of composite material with fibers eliminated from the carrying scheme and parameters specific to the stress-strain-damage state (SSDS) was considered. According to the model, during loading, self-accelerated energy rise is accounted for by structural damages growth — the catastrophe takes place. The model allows us to calculate the critical stress. The composites redistribute forces from overloading zones to neighboring ones by microstructural deformations and damages. It is the effect of reservation of carrying ability. Due to this effect, low-value probability of fracture is sufficiently less for the composite than for homogeneous materials. The approach allows us to evaluate the reliability function for both static loading and fatigue.Presented at the Ninth International Conference on the Mechanics of Composite Materials, Riga, October, 1995.Computing Center of the Russian Academy of Sciences, Krasnoyarsk, Russia. Published in Mekhanika Kompozitnykh Materialov, Vol. 32, No. 4, pp. 539–548, July–August, 1996.     

走滑式断层地震的折迭突变模型

利用过势函数微分形式的途径,计入远场外力功的影响,对走滑式断层地震机制进行分析．研究表明:突变理论中折迭突变模型展示的性状,与走滑式断层地震的主要特征之间一一对应．折迭突变可对包括震前、震后围岩-断层系统稳定性描述在内的断层失稳起、终点位置、断层失稳错距等作出描述．给出3种性状可相互印证的断层失稳围岩弹性能释放量图解．走滑式断层地震强度与围岩压力及围岩断层的刚度比等有关,围岩压力大、刚度比小、主切应力轴与发震断层面夹角大,则地震强度大．     

基于B-K二叉树利率模型的巨灾债券定价研究

针对一种巨灾保险风险证券化产品-巨灾债券的定价问题,首次考虑了我国短期利率的期限结构,并在此基础上提出了Black-Karasinski利率二叉树建立方法(B-K模型),以此确定了中国短期无风险利率,最后通过Louberge巨灾债券理论定价方法试着对我国假想台风损失巨灾债券进行了具体定价,为我国进行巨灾保险风险证券化定价方面提供了一种新的尝试.     

突变理论应用于腔室火灾中的回燃现象

回燃是在通风受限的建筑火灾中，由于补充新鲜空气再次燃烧热烟气的现象．这种转捩现象是典型的突变行为．该文基于能量平衡方程建立了腔室火灾中回燃现象的简化数学模型，并利用突变理论建立了其突变拓扑空间函数方程，讨论了系统控制因子与工况状态之间的对应关系．结果表明回燃现象的突变形式是燕尾突变，并可依据其分岔集确定回燃现象的产生与否．     

Beyond elementary catastrophe theory

We give a brief discussion of the relations between elementary catastrophe theory, general catastrophe theory, singularity theory, bifurcation theory, and topological dynamics. This is intended to clarify the status, and potential applicability, of “catastrophe theory,” a phrase used by different authors and at different times with different meanings. Catastrophe theory has often been criticized for (supposed) applicability only to gradient systems of differential equations; but properly speaking this criticism can apply only to the elementary version of the theory (where it is in any case wrong). Roughly speaking, elementary catastrophe theory deals with the singularities of real-valued functions, general catastrophe theory with singularities of flows. Between these lies singularity theory, which deals with vector-valued functions. All relate strongly to bifurcation theory and topological dynamics. The issue is more subtle than it appears to be, and we describe an example where elementary catastrophe theory has been used to solve a long-standing problem about nongradient flows: degenerate Hopf bifurcation.     

团队知识共享行为的随机突变模型及仿真

针对团队成员之间的知识共享行为建立一个演化博弈模型,模型中引入监督机制和奖罚机制,并引入白噪声反应博弈过程所受到的随机干扰。借助随机突变理论研究关于团队激励机制、成员自身素质和成员之间交互作用属性参数的连续变化对动力学演化的离散变化的影响即突变性,找到了团队行为发生突变的临界集合。指出演化过程中出现的双模态,反映了团队知识共享行为对外界扰动的敏感性,突跳反映了对参数连续变化的敏感性,而滞后现象反映了管理决策中保持共享行为比治理不共享行为的可靠性。     

基于尖点突变的知识应用过程中溢出效应研究

本文引入“知识浓度”和“知识应用速度”两个概念,利用知识稀释效应的系统动力方程解释知识溢出机理。从突变视角分析了知识溢出的突变特性,借鉴尖点突变理论对系统动力方程进行换元变换,建立了知识溢出状态的尖点突变模型,讨论了知识稀释系统控制因子的变化与知识溢出状态间的判定规则,说明了知识应用过程中知识溢出特性如突跳、滞后效应等特性及知识溢出态和接受态之间转化的尖点突变机理。最后,利用我国31个省级行政区面板数据进行实证研究,揭示以省级行政区为对象的知识溢出状态、变化情况及发展趋势,为我国区域经济发展和知识战略提供理论指导。     

突发事件影响度的仿真研究

以突变理论为基础,给出了突发事件影响度的仿真评价方法.通过采用三角分布描述专家对子指标影响程度的估计,建立了突发事件影响度的仿真模型.通过对仿真模型进行独立重复仿真实验,获得突发事件影响度的评价值并进行统计分析.为克服评价结果偏高而区分度不高的缺陷,研究了评价值的转换方法,转换后的评价值能更好地体现人们对突发事件的认知程度.该方法可将定量、定性指标纳入同一模型中,并可避免人为确定权重的主观性.算例表明,在基于突变理论的评价模型中结合系统仿真的思想,是研究突发事件影响度的有效方法.该方法具有良好的可靠性,也可适用于其它综合评价问题.     

Catastrophe Theory in Management Forecasting and Decision Making

This paper reviews the use of catastrophe theory in management. Two case studies of practical applications of catastrophe theory in the management of natural resource systems are described. These are used as a basis for discussing the possible use of catastrophe theory in other areas of management.