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关键词： 页岩油   持水率   近水平井   数值模拟   油水两相   MLP神经网络  

摘要： 页岩油井的产量通常偏低,流动扫描成像测井仪(Flow Scanning Imager,FSI)和其他测井仪器在低产井中测量时可能存在涡轮响应不好的问题,导致测量数据偏差,进而影响测井的解释精度。为了研究低产近水平井中油水两相流的流动情况,利用ANSYS Fluent软件建立11种不同井斜、内径0.124 m、长度6 m的井下井筒模型。采用软件中内置的流体体积模型(Volume of Fluid Model,VOF)对不同斜度井中的油水两相流进行仿真模拟,得到不同井斜角、不同流量和不同含水率条件下的油水两相流动规律、持水率数据和持水率成像,基于模拟数据建立持水率数据库,并绘制持水率变化图版。利用数值模拟结果分析不同参数条件下持水率与井斜角的关系,得到持水率随井斜角变化的关系式。基于多层感知器神经网络(Multilayer Perceptron,MLP)对数值模拟数据进行学习和训练,预测井斜角、流量和含水率与持水率之间的非线性关系,实现了不同参数条件下近水平井油水两相的持水率预测,将预测结果与实验数据对比分析,模型预测持水率精度较高,相对误差为3.222%,可满足井下仪器测量持水率数据的验证需求。

关键词： 船舶锅炉   配风比   温度场   数值模拟分析  

摘要： 针对某船舶锅炉在不同配风比下油燃烧特性进行了数值模拟研究。采用4组不同配风比的工况,分析了不同配风比对炉膛内部燃油浓度分布以及温度分布的影响。通过对比研究发现,一次风占比影响了燃料与空气的掺混程度,一次风占比越大掺混效果越好,燃油分布面积越广;较大一次风占比下,燃油液雾范围在燃烧器轴线上有所延长,火焰长度相应增加,掺混效果更佳,但炉膛内最高燃烧温度降低;在一次风占比为5%时,炉膛出口平均温度相对较低,此时燃烧反应充分且火焰充满度均匀,炉膛温度整体比较均衡。

关键词： 湿式电机   数值模拟   流场与温度场   优化设计  

摘要： 为了隔离主泵高温流体对电机的影响,泵壳与电机之间设置隔热屏装置。在隔热屏下端设计低压冷却水路以带走热量。采用CFD方法,对内置4种冷却水路的隔热屏分别进行流动与换热数值模拟研究,得出速度与温度分布规律,借以选用最佳结构方案,为工程设计优化提供参考。

关键词： 水下爆炸   光滑粒子流体动力学   冲击波传播   轴对称模型   高能炸药  

摘要： 采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法,引入对称轴处人工黏性项,提升对称轴与流体界面的稳定性;采用粒子分裂融合技术实现粒子分布均匀,从而构建高精度的轴对称SPH模型.基于该模型,开展不同长径比下柱形高能炸药水下爆炸模拟.首先,开展收敛性分析并与试验结果验证本文模型精度,对比近场载荷及气泡形态演化,轴对称SPH结果与试验结果符合良好.其次,开展不同长径比下冲击波传播和气泡形态演化规律研究.计算结果表明:柱形装药近场水下爆炸载荷具有方向性,径向载荷大于轴向载荷,且随着长径比的增大,径向载荷显著增大;受长径比影响,气泡的形态呈现椭圆或类球形,且随着长径比的增大,单位质量的气泡体积减小.

关键词： 钨矿   通风系统   数值模拟   风流调控  

摘要： 某钨矿开采了70多年,上部中段老窿、空区与地表连通较多,回风井巷漏风严重。导致289 m主平硐在高温季节反风,生产中段风量不足,作业环境恶劣。采用“凹”型立体隔离方案将上部采空区与生产中段形成立体隔离,以解决289 m主平硐反风问题。针对生产中段风量不足,结合深部扩建工程通风需要,建立矿山整体通风系统。提出3种通风方案并进行了对比,优化了单翼对角抽出式通风系统。全矿生产总需风量为55 m^(3)/s,矿井风机主扇型号为DK-6-No.18,安装在–110 m中段总回风巷。利用Ventsim对矿井通风系统进行了模拟研究,结果表明,服务目前生产中段,全矿总风量为58.4 m^(3)/s;服务深部扩建工程,全矿总风量为59.7 m^(3)/s。矿山整体通风系统优化方案比原设计方案通风效果更好,并且节省了通风基建投资和运行费用。实践表明“凹”型立体隔离方案能够有效防止289 m主平硐反风问题,对类似主平硐反风的山区矿山具有借鉴意义。

关键词： 高落差整体式筏板基础   公共建筑   沉降差   数值模拟   裙楼施工时机  

摘要： 河南科技大学一附院肿瘤医院采用高落差整体式主裙楼筏板基础,为确保施工安全应对该基础的沉降差进行控制和分析。利用Midas GTS/NX有限元软件建立基坑荷载结构模型,分析上部结构自重及施工荷载变化对基础沉降差异的影响。结果表明:随着上部结构荷载的增加,整体式筏板基础在高落差连接处的沉降连续未发生突变;主裙楼筏板基础沉降量随着楼层荷载的增加呈非线性增加;采用整体式筏板基础能够有效控制高落差基础沉降差。

关键词： 增材制造   气孔   激光功率   数值模拟  

摘要： 为揭示激光熔丝增材制造（LWSM）过程中气孔的演化机制并实现气孔缺陷的有效调控，本研究建立了气孔演化数值模型，系统分析了激光功率对激光熔丝增材制造过程气孔演化的影响规律，进一步探究了气孔的逸出机制。结果表明：随着激光功率的增加，熔池内部的速度场增强，形成“涡流”，导致气泡无法逸出熔池，最终在沉积层中形成气孔。熔池中气泡主要受到浮力、熔池流动产生的推力、液态金属粘力和重力作用。熔池流动产生的推力在气泡逸出的不同阶段作用不同，重力和黏性阻力作为阻碍力，浮力和熔池流动产生向上的推力促进气泡逸出熔池。研究结果为激光熔丝增材制造优化工艺参数和减少气孔缺陷提供理论依据。

关键词： 多级离心泵作液力透平   翼型空化   漩涡空化   液流角   数值模拟  

摘要： 为了研究空化对多级离心泵作液力透平内部流动的影响规律,以三级离心泵作液力透平为研究对象,基于Zwart空化模型和RNG k-ε湍流模型,在额定流量工况下进行不同空化数的三维数值模拟,分析主要过流部件的内部流动规律,并提出减小空化的建议.结果表明:空化初生后产生了少量空泡,改变了末级叶轮进、出口环量,使压头上升约2%,轴功率增大约3%;末级叶轮存在翼型空化和漩涡空化,叶片尾部扭曲过大可诱发翼型空化,进口来流相对液流角过大造成漩涡空化;尾水室出口最先发生空化,来流流量不均匀影响着腔体流态,腔体流动左侧混乱而右侧规整.该研究为多级离心泵作液力透平抑制空化发生和提高运行稳定性提供了参考.

关键词： 火星采样返回   倾斜热发射   数值模拟   力热冲击  

摘要： 火星上升器(Mars ascent vehicle,MAV)发射作为火星表面起飞进入环火轨道的第一步,是火星采样返回任务中的关键。MAV倾斜热发射过程力热冲击严重,燃气流动结构复杂,因此设计火星上升器倾斜热发射系统时,必须充分考虑发射过程中复杂的力热效应。采用计算流体力学方法,对火星表面MAV倾斜热发射过程的力热冲击效应进行数值模拟研究,并与地球表面环境发射过程对比。研究表明,火星表面MAV斜热发射过程上升器表面最高温度达到2 868 K;发射平台最高温度为2 908 K;MAV出筒过程中,发射平台抬头力矩逐渐增大,在火星低重力环境下,发射装置容易倾覆。火星、地球表面环境倾斜热发射过程差异大,相比于地球表面热发射过程,火星表面MAV发射过程更加稳定,但对平台和上升器力热冲击更加恶劣。

关键词： 计算流体力学   数值模拟   热舒适性   通风方案   动车所检查库  

摘要： 以成都某新建大型动车所检查库为研究对象,采用计算流体力学(CFD)数值模拟方法,对检查库通风降温方案进行研究。通过建立数值模型,运用有限元法进行网格划分、边界条件设置及求解计算,系统分析了检查库内部温度场分布特征。研究结果表明,采用屋顶通风器与多联岗位空调相结合的通风降温方案,可有效改善工作区域热环境,在确保人员热舒适性的同时兼顾操作便捷性。该研究结果可为类似工程项目的通风系统设计提供理论依据和工程参考。