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关键词： 库车坳陷东部   凝析气   反凝析伤害   初始地层压力   采气速度   伤害半径   数值模拟  

摘要： 为明确库车坳陷东部T2凝析气藏反凝析伤害程度,开展了凝析气藏相态特征分析和岩心反凝析伤害评价实验,通过数值模拟评价了不同初始地层压力和不同采气速度下反凝析伤害程度。结果表明,阳霞组和克孜组在反凝析初期的气相渗透率伤害较弱,阳霞组反凝析伤害主要发生在20~40 MPa,克孜组反凝析伤害主要发生在11~24 MPa,阳霞组最大反凝析伤害程度高于克孜组;岩心绝对渗透率与最大反凝析伤害程度之间存在较好的幂函数关系(y=63.438x^(-0.153),R^(2)=92.49%);不同初始地层压力下,全直径岩心模型最大凝析油饱和度为27.23%,在模型初始地层压力低于露点压力初期,模型最大凝析油饱和度快速减小;采气速度越大,初期的最大凝析油饱和度越大,其对应的平均地层压力相对更高,反凝析伤害主要发生在近井30 m内,在生产末期,反凝析伤害主要发生在近井40 m内,但采气速度为8%和10%在近井20 m内压力过低,凝析油饱和度小于采气速度5%的凝析油饱和度。该研究成果对其他凝析气藏反凝析评价具有借鉴意义。

关键词： 刚构-连续梁桥   双幅桥面   气动干扰效应   最大双悬臂阶段   风致效应   抖振时域分析   数值模拟  

摘要： 为确保大跨桥梁施工期抗风安全,以沿海地区某主跨200 m的双幅预应力混凝土刚构-连续梁桥为背景,研究其最大双悬臂阶段在双幅邻近主梁气动干扰效应下结构的风致效应。基于计算流体动力学(CFD)技术,考虑双幅主梁间的气动干扰效应计算双幅主梁典型断面处的三分力系数;基于本征正交分解(POD)的脉动风场快速模拟方法和Davenport准定常气动理论,采用抖振时域法计算分析0°风攻角下最大双悬臂阶段桥梁在脉动风作用工况、平均风与脉动风联合作用工况下的位移和应力。结果表明:迎风侧主梁气动力系数显著大于背风侧,采用迎风侧气动力系数作为抗风分析依据;风荷载作用下主梁横、竖向最大瞬态位移响应分别为71.1 mm和43.9 mm,对应挠跨比分别为1/1 392和1/2 255,均小于规范限值1/300;各位置处主梁及主墩考虑施工状态和风荷载作用的累计应力基本均为压应力,最大压应力分别为13.30 MPa和6.27 MPa,均小于规范限值,结构应力状态安全。

关键词： 主动支护   被动支护   围岩   数值模拟  

摘要： 【目的】以充分“提高”和“调动”围岩自承能力的“主动支护”理念为指导思想,开展基于预应力锚固系统的主动支护体系效用性研究。【方法】采用数值模拟的方法,通过对比分析依托工程试验段在主、被动支护下支护结构与围岩的变形与受力特征,评估主动支护的效用性和优越性。【结果】被动支护变更为主动支护,洞周围岩变形减小幅度达32.2%,围岩应力状态减小幅度达39.8%,塑性区单元数减少幅度达28%,最大主拉应力值减小幅度达24.8%。【结论】主动支护可有效减小洞周围岩的拉应力,从而抑制裂隙扩展贯通及宏观破裂面的形成,改善隧道开挖后岩体力学性状;主动支护下主压应力分布区域由围岩浅部向围岩深部延伸、贯通,有效调动深部围岩的承载能力,扩大围岩主承载区,进而实现深部和浅部围岩应力状态的协调和优化;主动支护可改善支护作用区域围岩塑性区分布,优化支护结构受力状态,确保初支结构安全可靠并保留较大的安全余量。

关键词： 可再生能源   风电   风资源   风力机   导流板   气动特性   数值模拟  

摘要： 【目的】导流板可以改变风电场流量分配,在现有风电场中,增设导流板是提高风力机捕获风能的有效方法之一。为量化导流板影响,通过设置导流板工况,得到不同工况下风场速度分布以及风力机输出功率。【方法】将导流板倾角、长度、导流板与风力机间距3个因素进行3水平正交组合,基于雷诺时均Navier-Stokes (Reynolds averaged Navier-Stokes,RANS)方法进行数值模拟,最大限度地提高风力机功率。【结果】不同的导流板倾角、长度、导流板与风力机间距,对风力机入流风速和输出功率产生了不同程度的影响。在这3种影响因素中,导流板倾角对风力机入流风速和输出功率的影响最为显著,其次是导流板长度,最后是导流板与风力机间距。【结论】研究结果为提高风力机输出功率提供了参考依据,有助于优化风能利用中导流板的设计与应用。

关键词： 废弃矿井   弹药洞库   开采全过程模拟   巷道扩建  

摘要： 为达到将废弃矿井的地下空间进行军事利用的目标,本文借助Flac3D软件模拟并研究废弃矿井旧巷道扩建弹药洞库在稳定性上的可行性。根据废弃矿山的巷道分布情况,结合弹药洞库的埋藏深度、安全相邻距离以及具体的断面参数等定量指标,确定了8座弹药洞库的具体布置。随后,在三维建模后模拟了某采区经历包括开拓、回采、充填3个过程在内的开采全过程后的废弃状态下的围岩稳定性,确定了某采区在稳定性上扩建弹药洞库的可行性。最后,通过再一次对弹药洞库的精细化建模后模拟并分析了扩建的8座弹药洞库的稳定性,结果表明:地表仅有小范围的拉应力集中但并未破坏,绝大部分地下巷道都具有很好的稳定性,局部的破坏主要集中在巷道的拱顶和底板;以该断面参数扩建的8座弹药洞库基本上可以保证整体稳定。

关键词： 小煤柱   煤柱宽度   数值模拟  

摘要： 山西寿阳潞阳瑞龙煤业有限公司150103轨道顺槽位于井田中部,受南侧150102轨道顺槽及采空区影响,需确定合理的煤柱留设宽度。针对这一情况,本文通过理论计算与数值模拟相结合的方法,分析了不同煤柱宽度下巷道围岩的塑性区分布和应力环境,确定了最优的煤柱留设宽度为8 m。实践表明,该煤柱对巷道围岩变形起到了很好的控制作用,为研究类似条件下的煤柱留设提供了经验参考。

关键词： 湍流建模   流场反演   图神经网络   计算流体力学   数值模拟  

摘要： 传统的RANS模型采用布辛涅斯克近似,假设湍流雷诺应力和平均速度梯度张量之间呈线性关系,这一假设适用于简单的剪切流动,但很难推广应用于复杂分离流动问题.本文基于流场反演和机器学习FIML方法框架,针对目前该方法框架内普遍采用的多层感知机网络对于湍流空间相关性表征不足的缺陷,通过图神经网络的引入,对工程应用较为广泛的SA一方程湍流模型生成项进行了修正.在此基础上,结合流场分离特征设计了一种加权函数,改进了图神经网络的消息传递机制.针对大攻角、高雷诺数S809翼型分离流动的实验结果表明,与现有的多层感知机网络相比,图神经网络在不同攻角、不同网格上预测得到的升力系数和实验值更加接近,且新的消息传递机制能够进一步提升图神经网络预测精度.

关键词： 圆柱绕流   主动流动控制   机器学习   近端策略优化   零质量射流  

摘要： 钝头体流动减阻是航空航天以及海洋工程等领域研究的热点,对提高飞行器性能、减少能源损耗有非常重要的意义。通过在圆柱表面对称布置零质量射流,建立了耦合强化学习和直接数值模拟的串列双圆柱流动控制模型,并对减阻特性进行了研究。首先数值模拟了等直径双圆柱绕流问题,所得升阻力系数与文献中符合良好,验证了数值模拟方法的正确性。然后研究了Re=200时不同射流放置角下L/D=2的等直径串列双圆柱,探究圆柱的减阻效果。结果表明,射流放置角为90°,270°时,训练后的前圆柱阻力系数降低了1.16%,后圆柱阻力系数降低了9.9%,两圆柱整体阻力系数降低了3.7%。射流放置角为60°,300°时,训练后的前圆柱阻力系数降低了0.77%,后圆柱阻力系数降低了3.35%,两圆柱整体阻力系数降低了1.75%。随后研究了Re=100时L/D=6的不等直径串列双圆柱在90°,270°布置射流的减阻效果,训练后的前、后圆柱阻力系数分别降低了18.9%,63.2%,整体阻力减小33.6%。可以为零质量射流钝头体减阻技术提供参考。

关键词： 燃气轮机   控制阀   模化试验   马赫数   数值模拟  

摘要： 气体燃料控制阀作为控制燃气轮机燃料通流的核心部件,直接影响燃气轮机运行的稳定性和安全性。采用低压空气代替燃气,对气体燃料控制阀进行模化设计和试验,对比验证了数值模拟计算的准确性,并对原型参数的气体燃料控制阀进行了数值模拟和流动损失分析。结果表明:在几何相似、压比和马赫数相同以及雷诺数处于自模化区的前提下,模化试验可以较好地反映原型阀门的通流和损失特性,质量流量模拟值与试验值的均方根误差为3.26%;随着阀门开度的增大,阀门扩张段产生的激波减小了阀门前后的压力损失,随着气体燃料控制阀压比的减小,阀门喉部高速区逐渐扩大,流速缓慢减小。

关键词： 钢桁梁桥   温度场特征   温度效应   数值模拟   梯度升温  

摘要： 为了解温度变化对钢桁梁桥受力变形的影响,以某公路钢桁梁桥为研究对象,在桥梁不同部位布置温度传感器,分析桥梁日温度场特征,根据桥梁不同部位温度情况,对其进行线性拟合,并采用数值模拟软件建立三维钢桁梁桥模型,设置无温变、均有升温、梯度升温3种工况,对比不同工况下桥梁应力及竖向位移特征。研究表明,桥梁不同部位温度变化存在显著差异,整体温度场具有一定的滞后性;桥梁不同结构部位的温度呈线性变化,温度拟合曲线的相关系数均大于0.99;梯度升温对桥梁受力有显著影响,但在某种程度上对减少桥梁变形有一定有利作用,而均匀升温对桥梁受力和桥梁变形具有明显影响,可为同类工程提供参考。