结构的塑性分析与含体积型缺陷压力容器和管道的失效评定

本文简要综述了作者及其团队近十多年来在这一领域的系统研究成果——结构塑性极限与安定分析的数值理论及其在压力容器与管道安全评定方面的工程应用。 重点介绍了多种典型的先进数值计算方法的特点和思路,阐述了应用极限与安定分析理论解决工程实际问题的一般方法、思路和过程,突出展示了典型、成功的工程应用案例。这些成果既有理论创新和发展,又解决了工程中关键技术难题,形成了较为完整和一般通用的应用理论体系,构成了我国在这一领域的重要系统性创新成果,已被中国国家标准（GB/T19624-2004）和政府技术规范采纳。     

二维管道充填过程的修正SPH模拟

通过施加一种密度初始化方法对传统光滑粒子动力学(SPH)方法进行修正,提出一种修正SPH方法.同时,为了提高边界上数值计算的准确性,提出一种新的固壁边界处理方法.通过修正SPH方法模拟液滴拉伸问题和溃坝问题,验证修正SPH方法的准确性和可靠性.随后,对研究很少的管道充填过程进行修正SPH模拟,并讨论Re对流场及涡的影响.数值结果表明,修正SPH方法能够准确模拟牛顿流体管道充填过程,且流动受Re的影响较大.     

耦合有限体积法的Brown构型场并行算法

基于FENE珠-簧链分子模型,采用耦合有限体积法的Brown构型场并行算法,对压力驱动、速度-压力同向或反向驱动的管道流进行数值模拟.数值算例验证了算法的有效性,获得了相应速度、应力及分子链拉伸量的信息.数值结果表明:链段数的增加使得流动达到稳态所需时间缩短;该并行算法有效地克服了Brown构型场方法计算量大、耗时长的缺点;当珠子数大于2时,并行效率可达85%以上.     

高温超导直流能源管道电磁仿真分析

高温超导直流电缆具有高电流密度、低损耗的优势,将液化天然气作为超导电缆的冷却液,可以实现电力与能源的一体化输送,提高传输效率的同时降低综合成本。因此,高温超导直流能源管道技术具有广阔的应用前景,其导体结构设计是相应过程中至关重要的问题。针对100 kV/1 kA高温超导直流能源管道导体部分建立三维电磁模型,对比单极性直线结构与螺旋结构、同轴双极性直线结构与螺旋结构在电流动态变化下的导体内部电流分布,研究导体螺旋结构对电流分布均匀性的影响。     

含轴向表面裂纹海洋管道的应力强度因子分析

基于权函数方法,对表面含有轴向裂纹的海洋管道进行分析,给出了计算裂纹前端应力强度因子的积分表达式,进一步导出了满足工程精度要求的应力强度因子的实用计算公式.研究了具有此类裂纹的海洋管道在内压作用下,裂纹最深点和表面点的应力强度因子随裂纹深度和裂纹纵横比的变化规律,并对其可靠度进行了评估.数值结果表明:含轴向裂纹海洋管道的应力强度因子随裂纹长度和深度的增加而增加;当裂纹长度和深度、管道壁厚和半径以及荷载为随机变量时,其可靠度随压力均值的增大而减少.该方法为海底管道的断裂计算和可靠性分析提供了参考依据.     

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.     

石油钢板长度在线测试仪

采用光电转换技术，利用单片机对石油钢板长度实现在线测量，通过微型打印机输出与生产有关的汉字信息。