径向井排引导水力压裂裂缝扩展机理研究

为探究径向井排系统对裂缝的影响,明确水力裂缝的扩展规律,利用扩展有限元理论建立了流固耦合三维裂缝扩展模型,模拟了受径向井排引导的水力裂缝扩展过程。重点分析了3种影响因素（径向井排方位角、水平地应力差、径向井孔径）对水力裂缝的引导机理。首次提出了引导因子的概念,并将其作为有效评价径向井排引导效果的量化参数。研究发现,径向井方位角、水平地应力差、径向井井径会对水力裂缝的引导效果产生影响：较小的径向井方位角、水平地应力差以及较大的井径都使径向井排具有较强的引导能力和较好的引导效果,反之亦然。同时,较大井径对增加水力裂缝宽度有明显作用。最后,利用大尺寸真三轴水力压裂模拟试验证实了数值模拟结果具有一定的准确性。     

水下多级微结构液气界面的稳定性和可恢复性研究

微结构表面浸没水下所形成的液气界面对减阻等应用具有重要意义.液气界面的稳定存在是结构功能表面发挥作用的前提.因此,如何增强液气界面的稳定性以抵抗浸润转变过程,以及在液气界面失稳之后,如何实现去浸润过程以提高液气界面的可恢复性能,均具有重要的科学研究意义和实际应用价值,也是国内外研究关注的热点问题.本文针对具有多级微结构的固体表面,研究其在浸没水下后形成的液气界面的稳定性和可恢复性.通过激光扫描共聚焦显微镜对不同压强下液气界面的失稳过程和降压后的恢复过程进行原位观察,实验结果和基于最小自由能原理的理论分析相吻合.本文揭示了多级微结构抵抗浸润转变以及提高液气界面可恢复性能的机理:侧壁上的次级结构(纳米颗粒、多层翅片)通过增加液气界面在壁面的表观前进接触角增强了液气界面的稳定性;底面的次级结构(纳米颗粒和封闭式次级结构)可以维持纳米尺寸气核的存在,有利于水中溶解气体向微结构内扩散,最终使液气界面恢复.本文的研究为通过设计多级微结构表面来获得具有较强稳定性和可恢复性的液气界面提供了思路.     

鄂尔多斯盆地西南部长8砂岩中方解石胶结物表面绿泥石膜的形成机制

在鄂尔多斯盆地西南部延长组长8砂岩的方解石胶结物表面发现了绿泥石膜,通过铸体薄片和带有能谱仪的扫描电镜对这种新发现的绿泥石膜进行分析测试,研究其形成机制和过程及对砂岩致密化的影响。研究认为,这种新发现的绿泥石膜是方解石胶结物发生溶解-沉淀反应的产物。中成岩A期,油气携带酸性流体进入砂岩,方解石胶结物开始溶解。由于此时砂岩的渗透率低,流体流动缓慢,导致酸性流体供给不足,同时溶出的钙质流体也不能及时运移出去,二者共同作用促使方解石胶结物周缘迅速转化为碱性微域,随之方解石沉淀,有钙质参与的绿泥石膜生长。溶解-沉淀反应过程中,方解石胶结物的粒缘溶孔不断扩大,形成的绿泥石晶体逐渐增大,晶形变好,晶间微孔增多。这种新发现的绿泥石膜为方解石胶结物形成于成岩早期提供了令人信服的证据,揭示鄂尔多斯盆地西南部长8砂岩的致密化过程发生在早成岩阶段,而成岩晚期则是一个扩容过程。     

摆线波纹状磁流变联轴器机理模型及特征

针对传统磁流变液联轴器存在的传递扭矩大与尺寸小、质量轻之间的矛盾,提出一种结构紧凑扭矩传递能力强的摆线波纹状磁流变联轴器,该结构使得波纹状磁流变液工作腔将磁链从单纯的剪切工作模式变为挤压与剪切混合工作模式,从而提高联轴器的动力传递能力.通过电磁学仿真验证磁感线在弧形表面的形成方式,基于金属塑性变形理论建立了混合工作模式下磁流变液传递扭矩的机理模型,分析联轴器的关键参数并考察了其性能特征.结果表明:该联轴器在相同尺寸的情况下稳定传递扭矩约为普通磁流变联轴器的1.6~2.0倍,为传统磁流变联轴器的优化设计与理论模型提供了理论依据.     

非线性时滞系统的随机稳定化

本文讨论非线性时滞系统的随机稳定化问题。对于给定的非线性时滞系统,通过引入一个随机噪音项,可得到一个新的非线性随机时滞系统。在给定条件下,对于任意给定初值,可保证该非线性随机时滞系统具有唯一整体解,且该精确解以一般衰减速度几乎处处稳定。     

铸造速度和混合稀土对Al-23%Si合金组织和性能的影响

研究了半连续铸造过程中不同铸造速度及铈镧混合稀土对Al-23%Si合金微观组织和力学性能的影响.结果表明:当铸造速度从100 mm/min提高到250 mm/min时,Al-23%Si合金初晶硅的偏析现象得到有效改善,铸锭从内部到外部初晶硅的分布都较为均匀,初晶硅的平均尺寸从71.4μm下降到40.9μm,同时减轻了共晶硅的偏析.加入0.5%的铈镧混合稀土后,Al-23%Si合金的共晶组织产生了明显变化,稀土元素细化了合金的共晶组织,并使共晶硅相由层片状转变为短杆状.提高铸造速度和添加混合稀土可提高合金硬度和抗拉强度.     

超声雾化液体除湿系统对室内空气品质的影响

研究了超声雾化液体除湿空调系统对室内空气品质的影响,得到室内空气中氯化锂质量浓度的安全阈值为70μg/m~3.通过实验分析了入口溶液中氯化锂的质量分数(w_i)、除雾器孔隙率等对空气带液量的影响.当w_i由31.5%上升至38.8%时,空气带液量也随之上升,最高为26.93μg/m~3.除雾器的孔隙率显著影响空气带液量,应使用孔隙率低于93.5%的丝网除雾器.在最不利工况下,该系统空气带液量未超过安全阈值,表明对室内空气品质没有影响.研究成果对超声雾化液体除湿系统的推广有一定指导意义.     

强激光加载铝材料动态损伤特性及其微介观结构观测

在神光-Ⅱ装置上利用强激光加载铝材料进行高应变率（高于106 s-1）层裂实验,研究不同初始温度下高纯铝材料的动态损伤特性。采用任意反射面速度干涉仪测量样品自由面速度剖面,由自由面速度剖面计算纯铝样品层裂强度与屈服应力。结果表明:随着温度升高,材料层裂强度减小,屈服应力增大。对激光加载前后样品进行金相分析,观察不同初始温度下纯铝材料的微介观结构变化及其损伤特性。结果表明：随着温度升高,样品晶粒尺度缓慢增大,但在873 K（近熔点）时晶粒尺度急剧增加;层裂面附近小孔洞数目较多,孔洞尺寸也较大,而远离层裂面处,孔洞数目相对较少,且尺寸也较小;材料的断裂方式随温度升高由沿晶断裂为主逐渐变为穿晶断裂为主。     

气体分子运动速度=2~(1/2)v关系式的简易推导方法

对 u =2 v式给出了适合工科普通物理教学的简易推导方法     

具有不同渗透的涨缩管道内微极性流动的同伦分析解

分析了壁面具有不同渗透的涨缩管道内微极性流体的流动．对于壁面的胀缩,考虑常系数和时间函数的膨胀率两种情况．对于第1种情况,应用同伦分析方法得到该问题的速度和微旋转角度的表达式．并且画图分析了各个不同参数,特别是膨胀系数和不同的渗透率对流体的动力特征的影响．可以得到第1个重要的结论:壁面的膨胀率和不同的渗透对流体的动力特征有重要的影响．根据Xu的模型,考虑了第2种也是更具有一般性的情况,假设壁面的膨胀率随时间的变化而变化．在这样的假设下,控制方程被转化成非线性偏微分方程,并且同样也可以应用HAM方法进行求解．应用代数和指数的模型来描述膨胀率从初始状态到最终状态的演变过程．然而,结果表明包含有时间的解很快地趋向于稳态的解．这样可以得到第2个重要的结论,时间在壁面的膨胀收缩中扮演着次要的角色,可以忽略不计．