注氮气辅助蒸汽吞吐工艺增油效果影响因素研究

以稠油油藏储层研究为基础,开展了油层有效厚度、垂向渗透率和水平渗透率的比值、原油黏度、剩余饱和度等参数对注氮气辅助蒸汽吞吐技术增油效果影响研究。研究表明当油层有效厚度大于15 m时,能最大限度地发挥氮气的增油效果,选择实施注氮气辅助蒸汽吞吐的油井油层有效厚度应大于15 m。当渗透率比值(kv/kh)为1时,注氮气增油量最大。在有隔夹层存在时,垂向渗透率对氮气辅助蒸汽吞吐的开采效果影响不严重。注氮气辅助蒸汽吞吐工艺,对50℃原油黏度小于5 000 mPa.s的稠油油藏有较好的作用。适宜注氮气的剩余油区间为剩余油饱和度在0.55-0.625,对应的周期数为3到7周期。最佳的注氮气的剩余油区间为0.625-0.6时,对应的周期数为第3或第4周期。     

表面活性剂减阻水溶液突扩流的阻力特性

为揭示胶束水溶液突扩流的减阻特性,实验研究了质量分数为1×10~(-4),2×10~(-4)的十六烷基三甲基溴化铵水溶液通过管径比为1:1.52的突扩的流动阻力行为.实验结果表明,在直管段最大减阻率都可达到70%的两给定质量分数的胶束水溶液,其突扩局部阻力系数,在较低雷诺数区域,较牛顿流体仅有10%～20%程度的降低,呈现局部低减阻特性;在较高雷诺数区域远大于牛顿流体,尤其当突扩进口流快失去减阻能力时,甚至接近牛顿流体的1.5倍,呈现明显的局部增阻行为.胶束水溶液减阻流,在突扩下游再次形成充分发展流所需的下游长度,远大于牛顿流体的7.8倍下游管径(45倍突扩台阶高度),流入突扩前完全失去减阻能力的质量分数为2×10~(-4)的胶束水溶液流,所需的突扩下游长度达到最大,约合158倍下游管径(920倍突扩台阶高度).通过胶束水溶液流变特性的实验分析认为,减阻水溶液突扩流的阻力行为与它的胶束网联结构的形成及松弛的时间特性密切相关.     

锂掺杂对单壁氮化硼纳米管阵列储氢的影响

采用巨正则蒙特卡罗方法,研究了锂掺杂对单壁氮化硼纳米管阵列(SWBNNTA-SingleWalled Boron Nitride Nanotube Array)物理吸附储氢的影响.揭示了锂掺杂是提高SWBNNTA储氢能力的有效手段,并给出了最佳的掺杂方案.计算结果表明,选择最佳的掺杂方案,并合理控制SWBNNTA的结构与尺寸,可使锂掺杂SWBNNTA在常温、中等压强下的物理吸附储氢量达到和超过美国能源部提出的2015年研究目标.     

单壁氮化硼纳米管储氢的理论研究

采用蒙特卡罗方法模拟常温、中等压强下单壁氮化硼纳米管的储氢,重点研究了单壁氮化硼纳米管的管径、管长和手性以及压强对其物理吸附储氢的影响.与单壁碳纳米管的物理吸附储氢相比较,氮化硼纳米管的储氢性能明显优于碳纳米管.计算结果显示,在常温、中等压强下单壁氮化硼纳米管的物理吸附储氢量(质量百分数)可以达到美国能源部提出的商业标准.     

求解线性和非线性方程组的一种通用算法

提出一种求解线性和非线性方程组的通用算法——蒙特卡罗算法.实际例子的计算结果表明,该算法比其他数值方法更为有效、简捷和通用,并能达到预期的精度.     

基于自适应遗传算法的质子调强放疗扫描路径优化

研究和开发了基于自适应遗传算法的质子调强放疗扫描路径优化方法,并在此基础上对质子调强放疗扫描时间进行初步临床评估。利用自适应遗传算法具有的较强容错性和全空间最优搜索能力开发点扫描质子调强路径优化模块,并将其集成到自主研发的放疗计划系统,选取AAPM TG-119头颈部肿瘤和前列腺肿瘤模拟例题及两例临床病例进行测试,对比扫描路径优化前后质子放疗计划扫描路径长度。对于AAPMTG-119头颈部肿瘤和前列腺肿瘤模拟例题,总扫描路径长度分别降低了27.17%和18.72%,临床头颈部肿瘤和前列腺肿瘤病例总扫描路径长度分别降低了25.36%和32.95%,优化前后路径长度降低比率与零权重扫描点及肿瘤解剖结构有关。基于自适应遗传算法的扫描路径优化方法可减少质子调强放疗计划扫描时间,从而缩短病人治疗时间,可广泛应用于质子重扫描临床技术。The objective of this research is to study and develop a proton spot scanning path optimization method using an improved genetic algorithm for proton therapy and to evaluate the scanning time under clinical conditions. An Improved Adaptive Genetic Algorithm (IAGA) based scanning path optimization module was developed and integrated into the home-grown treatment planning system. Four cases, including two AAPM TG-119 standard cases and two clinical cases, were selected to compare their scanning path length before and after scanning path optimization. For the two AAPM TG-119 cases, the optimized scanning path length dropped by 27.17% and 18.72%, and for the corresponding clinical cases, the optimized scanning path length dropped by 25.36% and 32.95% respectively. The performance of scanning path optimization was affected by the number of zero-weight spots and connected regions in the scanning map. IAGA based scanning path optimization can reduce the total scanning path length in intensity modulated proton therapy and, therefore, can be used in spot rescanning to accommodate organ motion.     

化学势对模拟计算单壁碳纳米管储氢的影响

对计算化学势的Widom测试粒子方法进行了改进.采用改进后的Widom测试粒子方法和周期边界流体系统的压力算法,研究开放系统的化学势随压强的变化,给出了具体的函数关系,并证明了其正确性.在此基础上,通过巨正则蒙特卡罗模拟,仔细地分析了化学势对模拟计算单壁碳纳米管储氢的影响.计算结果表明,化学势的偏差对模拟计算单壁碳纳米管储氢有着非常显著的影响.     

离子晶体中激子与晶格振动的相互作用

利用佛尔頓的变分函数,計算了激子——晶格互作用对激子的能级和有效貭量的影响,在有限温度下,除了圍繞激子的虛声子外,还存在实声子(晶格的热振动)激子与声子的作用使激子的能级降低,有效貭量增加,且二者都与温度有关。在絕对零度下,結果与利用古拉列的变分函数得到的結果一致。     

大型模锻压机极低速驱动系统的仿真建模、实验验证与性能分析

高性能复杂整体模锻件的等温制造要求大惯量模锻装备必须在极低速下稳定运行,但非线性、时变的锻件变形抗力和柱塞缸所受的非线性摩擦力导致该装备难以在极低速下获得所需的锻压性能。针对这一问题,在考虑锻件的流变特性、低速下特有的静-动交替变换的摩擦特性以及工艺过程和装备运行之间关联作用的基础上,建立基于AMESim与Simulink的大惯量模锻装备低速锻造过程的联合仿真平台,通过实验验证该仿真平台的有效性与精确性,实现低速锻造过程的仿真建模。利用该平台对系统性能的影响规律进行研究,首先揭示了材料成形过程对系统低速性能的影响规律:比较流变特性参数对系统驱动能力的影响程度。研究结果表明:材料参数对系统的驱动力影响由大至小依次是物理化学性质常数y、强度系数c、材料硬化指数n与应变速率敏感性指数m;其次,研究了摩擦力对低速爬行的影响规律。导致低速爬行的2个条件是实际速度接近摩擦的临界速度以及最大静摩擦力与库仑摩擦力的差值太大。这些规律可为大惯量装备的极低速稳定运行提供基础与保证。