纵向尺寸对自由站立式立管系统不稳定流动特性的影响

自由站立式立管系统的纵向尺寸对介质不稳定流动特性的影响是其结构设计中备受关注的问题,因此,采用OLGA软件模拟了不同水深条件下自由站立式立管系统管内流体的流动特性.结果表明:随着水深的增加,出现不稳定流动的流量范围向大流量方向移动,立管底部压力的波动周期和幅度增大.探讨了出油管道长度,立管站立高度,柔性管长度、跨度对自由站立式立管系统管内流体流动特性的影响:出油管道越长,管内流体越易形成不稳定流动:在水深不变的条件下,小范围改变立管站立高度、柔性管长度和跨度对管内流体的流动特性影响不大.     

立管严重段塞流的一维数值计算与试验对比

针对海洋立管的严重段塞流现象,在等温条件下,采用特征线法,根据下倾管和立管中的气液相连续性方程和动量守恒方程,以及严重段塞流的4个不同阶段的特点,考虑气相的压缩性,分别建立了4个阶段相应的瞬态流动模型,进而得到了准平衡态的一维立管系统严重段塞流物理模型。将模型计算结果和立管试验数据进行对比,结果表明:计算得到的段塞周期和立管底部压力等特征参数与试验数据吻合较好。     

海洋L形立管系统底部连续气举水力模型

为了研究海洋L形立管系统底部连续气举水力模型,基于立管底部连续注气条件,分析L形立管系统内可能发生的两相流动过程,建立了针对下倾管-立管系统严重段塞流工况下立管底部连续气举的一维准稳态数值模型。该模型能对有回落循环过程、无回落循环过程、非稳态震荡过程及稳态两相流动过程的相关参数进行数值模拟,从而得到不同流动类型特征参数随时间变化的规律,且模拟结果与第3方实验数据吻合较好。与Jansen模型相比,该模型的适用性和稳定性更强。基于模型模拟结果和实验数据,分析了注气量对立管底部连续气举效果的影响,以期对海洋立管系统安全稳定流动提供借鉴。(图8,表3,参27)     

海洋L形立管系统不稳定流简化计算模型

根据严重段塞流4个阶段的特点,针对L形立管系统不稳定流建立了一维准平衡态简化计算模型,其忽略摩阻和加速度的影响,立管中气相穿透过程应用漂移流模型。气相穿透、气液喷发阶段采用特征线方法求解,并引入气相密度偏移修正过程,能够对典型严重段塞流和液塞长度小于立管高度的过渡严重段塞流进行模拟。将模型计算结果与实验室结果以及其他文献的实验数据进行对比,结果表明模型能够对L形立管系统中的两相不稳定流动进行较准确的模拟。（图2,表3,参16）。     

含CO_2油水混输管道内腐蚀仿真研究

CO2驱油、注水采油以及油水混输技术的应用,虽然节省了投资成本,但增加了油水混输管道CO2腐蚀失效的安全隐患。应用全瞬态多相流软件OLGA,将油水多相流模拟与CO2腐蚀预测数值仿真相结合,研究了立管角度、立管高度、入口温度、处理量、Cl-浓度、HCO3-浓度以及缓蚀剂MEG浓度对含CO2油水混输管道内腐蚀的影响。结果表明:在某些极端开发条件下,立管底部是腐蚀失效高风险点,需要提高立管底部腐蚀裕量;Cl-、缓蚀剂MEG浓度对油水混输管道内腐蚀速率的影响趋势相似,均存在浓度临界值,一旦超过该值,其对腐蚀速率的影响趋势将发生显著变化。     

某越野车传动系统扭振分析与减振研究

针对某四驱越野车在全油门加速工况下的轰鸣声和敲齿声问题,确定该现象是由于发动机的扭转激励引起了传动系统的扭转共振导致。采用多体动力学理论,建立了传动系统的刚柔耦合扭振分析模型,通过仿真结果与实验数据进行对比,验证了模型的准确性。利用此模型进行传动系统的扭振特性分析,发现通过调整离合器减振器的刚度和迟滞阻尼可以有效地控制传动系统的扭振特性,实验结果表明优化后的离合器减振器减振降噪效果明显,车内噪声水平降低10dB左右。     

大庆原油低温流变特性量化表征

针对东北管网低输量输送大庆原油安全运行的要求,基于流变学理论分析和管输模拟试验研究结果,建立了大庆原油流变特性参数凝点、粘度(表观粘度)、屈服应力与管输条件下热历史和剪切历史关系的数学模型。引入了原油存在不完全可逆性参数的Houska触变模型适用于描述大庆原油的触变特性。通过试验,得到了铁大线、秦京线管输条件下大庆原油的触变模型参数。研究成果应用于大庆原油管道低输量运行特性和安全性评价,基于热油管道流动安全性定量评价方法,得到了铁秦线不同输量下最低安全进站温度。     

顶张紧式立管作业风险源识别与失效模型

顶张紧式立管(Top Tensioned Riser,TTR)主要应用于深水油气田开发中的单柱式平台和张力腿平台,为了保证海洋工程作业的安全可靠,对复杂载荷条件下顶张紧式立管作业过程中的风险进行了分析。根据美国大陆架区域立管失效资料整理、统计结果,对立管关键工作步骤的危险与可操作性分析进行风险源的识别;将风险源按照因果关系建立了TTR的失效故障树,通过上行法求出故障树的最小割集;将模糊数学的层次分析法与专家评价法相结合,对故障树进行定量分析。基于专家评价结果,确定了故障树中基本风险事件、顶事件的发生概率,并针对概率较大的风险事件提出了防控措施。通过对TTR作业风险源进行识别,建立了基于故障树的失效模型,解决了深水立管事故数据缺乏且不确定性较高的问题,为深水立管的风险管理提供了参考。     

基于离散元法玉米秸秆双层粘结模型力学特性研究

针对玉米秸秆外表皮与内穰力学特性存在显著差异问题,建立离散元玉米秸秆双层粘结双峰分布模型,通过力学试验与虚拟仿真试验对比,标定玉米秸秆外表皮和内穰力学参数,校正离散元模型,探究玉米秸秆力学特性.结果表明,采用离散元Hertz-Mindlin with bonding颗粒接触方法可建立玉米秸秆双层粘结双峰分布模型.完善DEM方法建立玉米秸秆颗粒粒度随机分布的双层粘结模型方法.通过力学试验得出青贮玉米秸秆外表皮弹性模量和剪切模量分别为982.52和387.58 MPa,青贮玉米秸秆内穰弹性模量和剪切模量分别为28.64和8.13 MPa,外表皮木质部与内穰纤维部力学特性差异显著.计算得出外表皮-外表皮、外表皮-内穰、内穰-内穰之间粘结参数.通过单轴压缩试验,剪切与虚拟仿真试验对比验证离散元模型可靠性.文章所建立玉米秸秆双层粘结双峰分布离散元模型表征两者力学特性差异,为青贮玉米饲料数值化研究提供理论依据.     

一种层状盐岩相似材料的蠕变特性

为了在地质力学模型试验中更好地利用相似材料模拟层状盐岩的蠕变特性,以西气东输金坛盐穴储气库为工程背景,根据相似原理和原岩物理力学参数,通过大量的材料配比及力学试验,研制出符合该储气库层状盐岩力学特性的相似材料。该材料在蠕变试验中经历了初始蠕变、稳态蠕变及加速蠕变3个蠕变阶段,获得了相似材料在不同应力下的稳态蠕变率和长期强度,结果表明:其蠕变特性与盐岩原岩具有相似性,为地质力学模型试验中研究蠕变特性对盐穴稳定性的影响奠定了基础。     

海洋立管系统严重段塞流数学模型

介绍了几种典型的严重段塞流预测模型,建立了满足质量和动量守恒的描述混输立管系统内部周期性流动的一维瞬态流动模型.将模型计算结果与实验数据及OLGA软件计算结果进行对比,结果表明:模型计算的立管底部弯头处的压力值变化趋势及段塞周期等参数与实验数据吻合较好;模型计算结果与OLGA软件计算结果存在一定偏差,但在工程可接受范围之内,说明该模型能够对立管系统严重段塞流进行较准确的数值模拟,可为海洋立管系统的合理设计提供理论依据.     

基于MATLAB的无线衰落信道仿真算法研究

为了建立一个能够反映实际无线衰落信道传播特性的信道仿真模型,在深入研究无线衰落信道传播特性及现有仿真算法的基础上,提出了一种基于MATLAB的无线衰落信道仿真算法.通过对算法的仿真,结果表明该算法建立的信道仿真模型的概率密度曲线与理论曲线基本一致,说明算法是正确和科学合理的.最后对QPSK信号在瑞利信道条件下的性能进行了仿真和分析,进一步验证了该算法的正确性和科学性.     

刺梨果柄分离特性研究及有限元分析

刺梨果柄的分离特性对设计采摘设备具有较大意义,本文利用果柄分离试验和有限元仿真法对刺梨的果柄分离力学特性进行了研究。通过对刺梨进行果柄分离试验,获得分离力与变形之间的关系曲线;根据刺梨的几何尺寸和物理参数,建立了刺梨的几何力学模型,比较刺梨果柄分离的试验值和仿真值,其相关系数为0.9959,验证了有限元仿真方法的可行性。通过对拉伸载荷作用于刺梨果柄的有限元分析,得出拉伸载荷作用下刺梨内部的应力和应变分布规律,果实与果柄结合处的应力和应变较大。     

原动机调速系统仿真模型动态特性的研究

本文通过实验和录波，深入分析了调速系统仿真模型的动态特性，总结了调节参数影响下的动态特性基本规律，并对调速器输出的负向特性和开度比值的仿真进行了探讨。     

差动制动对制动稳定性的影响

分析了差动制动的力学特性,并通过ADAMS/CAR建立整车仿真模型,对不同制动初速度下的直线制动及转弯制动进行仿真分析。结果表明,差动制动方式可以减小汽车制动时的侧向位移量;转弯制动时,内轮施加制动力可改善转向不足,外轮施加制动力可改善过度转向;内后轮与外前轮对于制动稳定性影响较大。     

全光纤电流互感器的建模与仿真技术研究

在全光纤电流互感器物理模型的基础上,推导出了非线性动态模型,经过等效近似,建立了全光纤电流互感器的线性离散模型,并根据该模型对互感器的动态特性进行了仿真分析.同时,根据全光纤电流互感器的噪声特征建立了随机噪声模型,然后用不同的随机过程来模拟发生各种随机噪声.仿真结果表明：所建模型是合理的,模拟产生的随机噪声能够反映光纤电流互感器中噪声的统计特性.     

海底管道立管局部冲刷数值模拟

基于κ-ε湍流模型,建立了海底管道立管与海洋平台桩腿相连接、海流流经海洋平台桩腿发生绕流现象的三维流场模型,模拟了冲刷过程中不同条件下立管附近流场及压力的变化,研究了海底管道立管局部冲刷机理.模拟结果表明:随着与立管连接的横管悬空量增大,立轴漩涡越来越密集,海底管道局部冲刷速度加快;在一定范围内,随着桩腿与立管间距的增大,冲刷速度加快,但是当该间距增大到一定程度时,冲刷速度逐渐减慢;增大桩腿的直径,可以减少海流携带泥沙量,冲刷作用得以减缓.     

复杂地形条件下天然河道水面线计算研究

【目的】解决复杂地形条件下天然河道间断水面线计算问题。【方法】采用预测-校正求解方法,在一维河床冲淤变形计算模型基础上,增加了急流均匀流水深与临界水深判断公式,为解决河道正坡、倒坡交替出现,突扩、突缩频繁发生的复杂地形条件下水面线计算的不连续性问题,并将该方法在黄河羊曲水电站河段进行了实例验证。【结果】建立了解决复杂地形条件下天然河道水面线计算模型,并将该模型进行实例验证,结果表明,用该模型计算的水面线与实测水面线吻合较好,可满足工程设计的精度要求。【结论】将该研究应用于黄河羊曲水电站天然河道的水面线计算,得到了原河道各级流量下的水面线,可供其上、下游水库梯级开发的水能规划部门参考应用。     

海洋立管气液两相流动模拟研究进展

随着海洋石油工业的发展,从20世纪70年代的浅海立管到21世纪的深海立管,海洋管道发展了多种新的形式,如悬链线立管、S形立管等。对于各种混输立管系统,严重段塞流等不稳定流动会造成设备损坏,严重影响安全生产。因此,实现立管流动的准确模拟,通过合理设计和科学运行控制、消除严重段塞流,具有重要意义。综述了国内外海洋混输立管流动模拟的研究成果,包括L形立管和柔性立管的实验研究、模型模拟及软件模拟的主要进展。指出了当前研究中存在的问题及未来的研究方向,可为进一步开展立管流动模拟研究提供参考。     

基于有限单元法的芦蒿茎秆力学特性分析

【目的】建立芦蒿Artemisia selengensis茎秆柔性体模型。【方法】根据芦蒿茎秆的物性参数,通过ANSYS有限元分析软件建立茎秆力学模型,对芦蒿茎秆在不同生长部位的轴向、径向压缩力学特性进行研究,分析比较模型计算值和试验测试值。【结果】模型计算值和试验测试值最大偏差为14.46%。芦蒿茎秆具有各向异性特征,其轴向压缩力学特性远大于径向;在3种不同位置段,径向压缩时,茎秆破碎出现在加载面的两端边缘位置,轴向压缩时,茎秆破碎出现在加载面,且应力由接近加载区域向周围逐渐减弱。【结论】可以运用模型仿真分析芦蒿茎秆力学特性,结果可为减少芦蒿在收获、运输、加工、储藏过程中的机械损伤和芦蒿收获机具的研制提供理论依据和参考。