信息网络与因特网

当世界进入20世纪60年代时，技术革命的浪潮又一次涌动起来．与以往不同的是，这是个以计算机的广泛应用为特征的“信息革命”的浪潮．计算机技术的发展是如此迅猛，计算机的应用逐渐渗透到各个技术领域和整个社会的各个方面，直至家庭生活．社会信息化、数据的分布处理以及各种计算机资源共享等，推动着计算机技术朝着群体化的方向发展．为了把地理上分散的计算机应用系统连接在一起，促使当代计算机技术与现代通信技术的密切结合，形成了一个崭新的技术领域：“计算机网络”．     

国际天然气价格驱动因素的结构性变化

页岩气开采技术的大规模应用增加了非常规天然气供应潜力,对国际天然气市场供需格局产生了较大冲击。本文利用带结构断点的协整检验、时变系数模型和条件误差修正模型等方法系统地研究了天然气价格与原油价格的动态关系,以及库存、天气和投机等短期因素对气价变化的影响。结果显示,国际天然气价格与原油价格间的协整关系在2005年飓风季与2008年金融危机期间发生了结构性变化,而且原油价格对天然气价格的影响强度呈现倒U型结构。此外,极端天气、突发性事件及投机等短期因素对气价存在显著的短期影响。不过,随着天然气供应出现过剩局面,天然气价格对这些短期因素的敏感性已大幅降低。     

N2在页岩干酪根上的吸附特征

采用密度泛函理论的wB97XD方法、RDG函数方法和counterpoise correction理论,研究氮气在干酪根C₂₈H₁₄O和氮掺杂干酪根C₂₇H₁₄ON上的吸附特征。结果表明：N₂在干酪根上的活性吸附位点为苯环上方中心位置,吸附能在8~10 kJ·mol^-1之间,N₂和干酪根之间的相互作用主要是范德华相互作用和空间排斥作用。氮掺杂改变了干酪根的构型和电子云分布,导致含氮杂环不再是稳定的活性吸附位点,增强了排斥作用,使吸附能略有减小。研究结果对理解干酪根吸附小分子的特征有重要意义,能够为页岩气的开采提供理论支持。     

页岩气藏渗流模型的特征混合有限元数值模拟

将特征有限元方法和混合有限元方法进行耦合,对页岩气藏渗流模型进行了数值模拟,给出了详细的误差分析,得到了最优的L~2模误差估计,并用数值实验验证了方法的有效性.     

页岩气在超低渗介质中的渗流行为

基于页岩气藏复杂孔隙结构和页岩气在纳米孔隙表面的滑脱和吸附-解吸附等现象,通过引入表观渗透率,修正Darcy渗流模型,得到了页岩气渗流本构方程. 将计算结果与Darcy模型计算结果进行了比照,结果表明,在产量定常情形下,基于非Darcy渗流模型得到的井底压力高于Darcy流结果; Darcy流模型得到的压力衰减速度较快,改进后的渗流模型更能准确描述与表征页岩气渗流过程;研究结果可为页岩气藏的经营与管理提供基础参数.      

不同滑移边界下的页岩渗透率修正模型

页岩中的孔隙直径通常为纳米量级,基于连续流的达西定律已不能描述纳米级孔隙内的气体流动规律,一般采用附加滑移边界条件的Navier-Stokes方程对其进行描述. 由此可导出与压力相关的渗透率公式(称为"视渗透率"),并用来修正达西定律.因而,渗透率修正方法研究成为页岩气流动研究的热点之一.首先,基于Hagen-Poiseuille 流推导出一般形式二阶滑移模型下的速度分布和流量公式,并推导出相应的渗透率修正公式.该渗透率修正公式基本能将现有的滑移速度模型统一表达为对渗透率的修正. 基于一般形式的渗透率修正公式,重点研究了Maxwell, Hsia, Beskok与Ng 滑移模型速度分布渗透率修正系数、及其对井底压力的影响;提出了基于Ng 滑移速度模型的渗透率修正公式. 基于页岩实际储层温压系统及孔隙分布,计算了Kn 范围及储层条件下页岩气的流动形态,表明页岩气流动存在滑移流、过渡流与分子自由流. 而Ng 模型能描述Kn<88 的滑移流、过渡流、自由分子流的流量规律,因此可以用于描述页岩实际储层中页岩气的流动特征. 计算表明,随着Kn 的增加,不同滑移模型下的渗透率修正系数差异增大.Maxwell与Hsia模型适用于滑移流与过渡流早期,Beskok与Ng 模型可描述自由分子流下的流动规律,但二者在虚拟的孔径均为10nm页岩中,井底压力的差别开始显现;在虚拟的孔径均为1nm页岩中,井底压力的差别开始明显.      

激光电视，引领新一代电视革命

等离子电视、平板电视、高清电视,当这些新一代电视还在逐步走近我们的生活时,科学家已经在激光电视的开发上取得了重大进展。或许你已经听过这么一个说法,激光电视将领导新一代的电视革命。     

弦论小史（三）

我在《超弦史话》一开始就描述了弦论第二次革命开始的情形,多年后的现在回顾起来,也还是充满刺激。弦论第二次革命发端于1994年中的两篇文章：威滕和塞伯格（Nathan Seiberg）关于超对称规范理论的文章,以及胡尔（Christopher Hull）和汤森（Paul Townsend）关于弦论中的所谓U对偶的文章。在美国,第一篇影响的效应是即时的,甚至纽约时报都在第一时间报道了这个进展。一时之间,网上的物理文库充满了关于超对称场论的文章。与威滕和塞伯格工作的遭遇相反,起初没有太多人重视胡尔和汤森的工作。     

页岩气高效开采的力学问题与挑战

页岩气是指赋存于富含有机质泥页岩中以吸附和游离状态为主要存在方式的天然气,中国资源量丰富,地域分布广泛.页岩气开采能缓解我国常规油气产量不足、煤化石燃料引起环境污染等问题,已成为中国绿色能源开发的重要领域.尽管北美页岩气"革命"取得了成功,目前也仅有预期产量5%～15%的采收率.与北美地区相比,中国页岩气埋藏深,赋存条件差,自然丰度低,因此,高效开采面临更多的困难和挑战.近年来,围绕国家重大能源战略需求,瞄准技术发展前沿,学术界和工业界联合对页岩气高效开采的关键科学和技术问题展开研究.本文结合近三年四川、重庆地区的页岩气试验区块遇到的新问题,针对中国未来3 500 m以下深部开采的新挑战,如地质沉积、裂缝发育构造不同、上覆压力增加、水平应力场变化等新问题,介绍和总结了目前中国页岩气高效开采面临的力学科学问题,主要包括多重耦合下的安全优质钻完井力学理论和方法、水力压裂体积改造和多尺度缝网形成机制、多尺度渗流力学特性与解吸附机理等."深部页岩气高效开采"的研究面向国家重大能源需求,科学意义重大,工程背景明确,需要工程力学、石油工程、地球物理、化学工程和环境工程等多学科专家合作,开展理论研究、物理模拟、数值模拟及现场试验等综合应用基础研究,取得高效开采页岩油气理论与技术的突破.学科交叉是研究页岩气高效开采问题、突破技术瓶颈的桥梁,只有力学与石油工程、地球科学等学科实现深度交叉融合,才能更加有效地推动页岩油气等非常规油气资源的开发.     

革命导师与化学家肖莱马

在马克思、恩格斯的著作中,多次出现一位科学家的名字,他就是近代有机化学的奠基人─—卡尔·肖莱马。卡尔·肖莱马是马克思、恩格斯的挚友,优秀的共产主义战士,这在世界自然科学史上,是极为罕见的。