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关键词： 稠油   自乳化   水驱   含水率   平台阶段   关键机理   影响因素   数值模拟  

摘要： 受原油性质的影响,稠油自乳化水驱开发与常规水驱开发不同,传统的稀油水驱理论不适用于稠油水驱开发。以中国某稠油自乳化水驱油藏流体参数为基础,通过室内实验和数值模拟,研究自乳化水驱开发规律,揭示自乳化水驱机理和主要影响因素。采用新的数值模拟方法揭示自乳化水驱的稳定驱替阶段为类“活塞式”驱油模式,开发全过程可分为4个阶段,即纯油阶段、过渡阶段、平台阶段和水油比快速上升阶段。渗透率级差和原油黏度是影响自乳化水驱含水率的主要因素,其次是渗透率和注水速度。

关键词： 笼套式节流阀   节流效应   天然气水合物   数值模拟   流场分析  

摘要： 笼套式节流阀是高压气井开采常用的关键装置之一。高压气体通过节流阀进行调压和调产,在低温高压的环境下,由于焦耳-汤姆逊效应的影响,流体流经节流孔处时温度较低,极易产生天然气水合物,影响天然气生产的正常运行。因此,节流阀的性能将直接影响生产的质量、成本和安全。传统的笼套式节流阀降压效果较差、节流效率较低、使用寿命较短。基于此,以新型双层笼套式节流阀为基本模型,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟方法对节流阀中天然气节流特性进行研究,并与传统笼套式节流阀的节流性能进行对比,在本文设置工况下,相比于传统笼套式节流阀,新型笼套式节流阀在节流孔局部的最低压力降低9.5%,最低温度提高7.8%,最大速度降低12.0%,更不易形成低温高压的水合物生成环境,且流体对结构的冲蚀作用更小,其总体性能优于传统式结构;同时研究得出了流体流动参数和节流孔结构参数的改变对新型笼套式节流阀节流性能的影响规律,对实际生产应用具有一定的指导作用。

关键词： 采空区   110工法   干湿循环   数值模拟   物理模型  

摘要： 以神南矿区为工程背景,采用岩体微观室内实验、现场监测、物理模拟实验(DIC监测、应变监测)和FLAC3D数值模拟方法,分析了矿区主要岩层岩体结构特征,获得了“110工法”(一种新型的无煤柱开采技术)开采工艺下采空区上覆岩体位移场和应力场的演变规律。研究结果表明:神南矿区岩体节理裂隙发育程度较高,岩体质量等级较差;110工法利用岩体的碎胀效应和高恒阻能量吸收锚索补偿力学支护特性,在千米级埋深的煤层开采中仍具有良好的沿空留巷效果;110工法下的采空区位移沉降从大到小依次为中部区域、切线侧区域、非切线侧区域。110工法的切顶卸压和高恒阻能量吸收锚索的联合开采技术,可为其他地下空间中大变形软弱围岩的稳定性研究提供科学依据。

关键词： 战斗部   子弹撞击   试验评估   数值模拟   反应等级   CL-20基PBX装药   点火增长模型   冲击波超压  

摘要： 为了提高战斗部安全性,指导CL-20基PBX炸药在战斗部装药中的应用和设计,开展了基于子弹撞击试验的典型战斗部撞击响应特性研究。进行了子弹撞击试验,通过分析战斗部响应后的超压数据、验证板穿孔、试验影像和试验样品回收等,评估了子弹撞击战斗部的反应等级。结果表明,子弹撞击试验中,子弹速度为836 m/s,战斗部在子弹撞击下发生了爆轰等级的反应。此外,开展了不同撞击条件下战斗部安全性数值模拟,研究了不同撞击速度下战斗部的反应过程。结果表明,子弹以850 m/s和750 m/s撞击时,战斗部分别发生爆轰和燃烧等级的反应。该研究为典型战斗部的撞击响应预测及反应等级评价提供了数据支撑。

关键词： 安全卫生   长压短抽式通风   矿井通风   旋流风幕   数值模拟  

摘要： 为研究添加旋流风幕的长压短抽式通风系统的控尘效果,提出以增设多组切向送风的形式增强角动量,增强旋流风幕的稳定性。以某矿综掘工作面为例,分析了出风角、出口距迎头距离、出口长宽比、径轴流量比对旋流风幕的影响,并与附壁射流形成的旋流风幕进行了比较。结果表明,旋流风幕的结构稳定性会随着出风角的增大先增强后降低,随着风幕出口距迎头距离的增大而降低,随着风幕出口长宽比、径轴流量比的增大而增强;与附壁射流形成的旋流风幕相比,优化后的旋流风幕更稳定,更好地保障了涡核区的负压效果,负压增量达117.74%;大幅提升了涡核区轴向速度,增量可达422.73%;距迎头7m处粉尘浓度从18.6mg/m^(3)降低到8.62mg/m^(3),研究成果可为综掘工作面除尘技术提供一定的参考。

关键词： 道路工程   下穿铁路桥   数值模拟   附加沉降   桩基轴力  

摘要： 新建道路下穿铁路工程施工和运营期间产生荷载会对铁路高架桥桥墩附近土层产生竖向及侧向附加应力,桥墩易发生沉降和桩基承载力破坏,对铁路安全造成严重影响。为保证铁路安全不受道路施工和运营影响,需对工程设计方案进行安全性评估。结合某实际公路下穿铁路工程,采用MIDAS/GTS软件对新建道路下穿铁路工程施工全过程进行数值模拟,精确分析不同施工阶段对铁路的影响。分析结果表明道路施工最不利荷载工况下高铁桥墩沉降量均小于2 mm,墩桩基最大轴力均小于桥桩允许轴力值,理论计算能满足规范及原设计要求。通过数值模拟分析,可以为施工过程中铁路监测及监控提供可靠数据支撑,为以后类似工程实践提供参考。

关键词： 数值模拟   轴向交混系数   子通道分析程序  

摘要： 为了准确预测燃料组件出口上游的临界状况,提高安全分析的可靠性,采用CFD方法对光棒束子通道间的流动交混进行研究。对光棒束建立模型,选取SST模型进行计算,完成网格敏感性分析,在额定工况下得到轴向不同位置的子通道温度分布。利用子通道分析程序与数值模拟数据相配合,共同确定光棒束轴向不同位置的交混系数。计算结果表明:如果将入口处的交混现象视为局部交混,可以发现当局部交混影响减弱,随着轴向长度的增加,交混系数呈现出逼近0的趋势;选取16个中心通道和选取全部子通道计算所得的轴向交混系数无太大差别;入口处的交混是由于热边界层发展造成的,并非是由于入口处流量分配造成。

关键词： 有限体积法   注塑成型   模具温度场   数值模拟  

摘要： 对于注塑模具的冷却过程稳态温度场模拟,传统有限体积法(FVM)求解型腔面上等效热流时,节点温度梯度往往基于控制体积内的平均值近似计算,不一定等于边界面上的局部节点温度梯度,且控制体积内各面热流计算相互独立,可能导致控制体积内热量不守恒.为此改进FVM通过将稳态温度场热量守恒作为前提条件,基于节点控制体积的其他面热流量计算型腔面热流,修正了传统FVM.自主开发了C++有限体积法数值模拟程序,分别把传统FVM和改进FVM模拟得到的注塑模稳态温度场与商业软件结果对比,发现传统FVM能够模拟出注塑模具的温度分布情况,但存在较大计算误差;采用改进型腔面等效稳态热流算法后,计算误差显著降低,证明改进后FVM能更加准确地模拟冷却过程的稳态温度场.

关键词： 环缝式引射器   数值模拟   流场特性  

摘要： 引射器可以利用高压天然气的压力能引射生产力较低的较低压天然气,达到增产的目的。通过计算流体动力学(CFD)方法研究了环缝式引射器的结构尺寸对引射性能的影响。结果表明,在环缝半径、环缝倾角和混合段半径长度不同的情况下,引射率为-59.84%~84.29%,即3个参数对引射性能具有很大影响。

关键词： 中空玻璃   内置百叶   百叶倾角   空腔间距   热工性能  

摘要： 普通中空玻璃内加装内置百叶会影响两侧玻璃之间的自然对流换热。本文通过实验测量和数值模拟研究了在一定温差条件下,内置百叶中空玻璃和无百叶中空玻璃系统的热工性能,通过改变空腔间距和百叶倾角来研究其对中空玻璃系统的传热系数的影响情况。研究结果表明,为使百叶起到较好的隔热效果,内置百叶的中空玻璃空腔间距应大于40 mm;百叶倾角为90°时的总传热系数U值最低;内置百叶可使普通中空玻璃的热阻值提高6%~30%。