教学课程资源库 更多>>

关键词： 油气田开发   页岩气   燃爆压裂   复合压裂   连续-非连续方法   数值模拟  

摘要： 为提高页岩气的开发效果,针对页岩气储层燃爆压裂裂缝扩展规律,基于连续-非连续方法,引入裂隙渗流模型与爆源模型构建燃爆压裂裂缝扩展模型,建立以裂缝范围和破裂度为评价指标的燃爆压裂效果评价体系.基于建立的燃爆压裂裂缝扩展模型,进行单级和多级燃爆压裂裂缝扩展模拟,并探究复合压裂作用下的改造效果.研究发现,燃爆压裂能够突破井底的应力集中,在应力冲击作用下沿井周形成初始径向裂缝,而后在高压爆生气体的驱动下裂缝长度增加.相较于单级脉冲,3级燃爆脉冲下的破裂度提高14.5%,裂缝长度增加10.7%以上;采用复合压裂工艺在地应力差为10 MPa时仍可形成多条裂缝.研究结果可为页岩气储层的开发提供指导.

关键词： 正交试验   注氮位置   注氮流量   埋管距离   数值模拟  

摘要： 为有效解决青东煤矿854工作面采空区自然发火的问题,本文基于现场实测与正交试验的方法并采用fluent数值模拟软件进行采空区注氮参数优化。根据束管装置测定“三带”范围,研究注氮位置、注氮流量及埋管深度三因素以及所选因素的三个水平并进行正交试验,通过数值模拟软件及后处理软件将采空区三带氧气分布云图以及采空区三带分布面积占比作为评估指标。研究结果表明:当注氮位置距工作面50 m、注氮流量为1000 m^(3)·h^(-1)、埋管深度为30 m时,采空区防灭火效果最好。本研究可为后续研究矿井采空区防灭火提供思路与参考。

关键词： 罗茨泵   转速   数值模拟   内流场   流动特性   压力脉动  

摘要： 为研究转速对罗茨泵性能的影响,采用Reynolds时均方法耦合SST k-ω湍流模型对不同转速条件下的罗茨泵内部流动情况进行了数值模拟,并分析了转速对罗茨泵内部流动和脉动压力等的影响规律。研究结果表明:随着转速的增大,罗茨泵出口压力和速度均逐渐增大,进口处的流道涡强度基本保持不变,转子封闭腔内的涡强度增大,而出口处的涡强度逐渐减小;且由于转子腔体积的变化,转子角度对泵内流场结构有较大的影响。1个旋转周期内罗茨泵排气量会出现4次流量脉动,与转子叶片数一致,且随着转速的增大而排气量呈线性增大趋势。1个旋转周期内罗茨泵进出口出现4次压力脉动,进出口压力脉动主频均为叶频,并且随着转速的增大,主频处的压力脉动幅值也会逐渐升高。

关键词： 燃油总管   燃油流量   设计改进   数值模拟   故障分析   燃烧室   小型航空发动机  

摘要： 为了解决小型航空发动机燃烧室刚性总管燃油流量偏小、燃油流量不均匀度偏大的问题,采用故障树分析、3维数值模拟与理论分析相结合的方法,对燃油总管的设计、选材过程以及加工工艺进行了研究,对可能产生问题的底事件逐一分析。结果表明:燃油总管流量偏小的主要原因是总管内壁粗糙度较高和焊料渗入总管内部并粘结在总管管壁上;燃油总管流量不均匀度偏大的主要原因是焊接装配方式不合理和焊接工艺选取不当。对燃油总管出油管与总管管体的配合型面加以改进,并采用冷焊工艺焊接总管的各部分后进行试验验证,改进后的燃油总管流量特性与设计值之间的误差小于5%,总管流量不均匀性的分布与仿真计算结果规律相近,满足设计要求。

关键词： 热湿性能   建筑外墙   水蒸气渗透系数   低气压   数值模拟  

摘要： 高海拔地区气压较低,多孔建筑材料的热湿物理性质可能与常压时不同。因此,基于常压下所测得的数据研究高海拔地区建筑围护结构的热湿性能可能存在较大偏差。前期实验结果表明:降低气压,多孔建筑材料仅水蒸气渗透系数明显增加;其他热湿物理性质基本不变。因此,本文利用由实验测试得到的多孔建筑材料水蒸气渗透系数随气压变化规律,对高海拔城市拉萨和昆明典型办公建筑外墙的热湿性能进行数值模拟,对比分析考虑和忽略气压对水蒸气渗透系数影响时,建筑外墙内部温度、相对湿度、热流湿流和发霉情况的差异;最后对低气压下存在内部冷凝风险的外墙隔汽层水蒸气渗透等效空气层厚度sd的合理取值进行了讨论。模拟结果表明,当忽略气压影响时,外墙内部全年平均相对湿度被轻微低估,通过外墙的全年累计传湿量被低估了4.53%~53.82%,拉萨地区采用岩棉内保温构造的办公建筑外墙内部全年霉菌生长指数被低估且存在冷凝风险,建议设置隔汽层,且sd≥5 m。本研究可为高海拔地区建筑的保温及防潮优化设计提供数据及理论基础。

关键词： 矿井热害   废弃充填巷道   换热功率   数值模拟  

摘要： 随着矿井深度的增加,热害愈加明显,仅通过优化通风的方式难以满足深部矿井的降温需求。利用制冷循环对矿井降温的关键是选择合理的热汇(冷源)。以贵州某金矿矿井热害治理需求为背景,基于能源隧道的概念,提出将充填后的废弃巷道作为冷源接收从新风入口或井下工作面转移的热量,从而达到对井下空间降温的目的。测量了废弃巷道充填材料和围岩的热物性参数,并建立了废弃巷道冷源模型。模拟了20 a时长的运行,得到了两种的运行模式和三种换热管布局场景下的出口水温、换热功率和系统能效。研究表明:仅通过增加换热管数量,并不能明显地提升技术经济指标;间歇运行模式可以缓解热汇的热堆积,并提高单位管长换热强度,有利于系统的长期稳定运行。根据工作面冷负荷设置了报废功率阈值,计算了服务年限内热汇的蓄热总量,并结合单位管长换热强度,对比评价了不同应用场景的可行性。研究结果对废弃矿井空间再利用以及井下热害治理提供了一种新的思路。

关键词： 混凝土劣化   回弹   硬度   正态性检验   Mann-Whitney检验   碳化  

摘要： 以双举塘混凝土拱坝为研究对象,在安全鉴定阶段对混凝土性能进行部分评价的基础上,通过检测混凝土主体构筑物的表面硬度,并采用统计学方法在大量检测数据中比选出具有代表性的硬度值,以掌握混凝土劣化程度的分布情况,便于拟定有针对性的修缮方案,为拱坝混凝土的维修、保养和加固工作提供科学依据。

关键词： 数值模式ENVI-met   广州市街区   热环境   热舒适度  

摘要： 基于微气候数值模式ENVI-met,模拟分析夏季高温环境下广州市街区的热环境特征及其舒适度响应。结果表明:模式能较好地再现区域温度和湿度的日变化特征(均方根误差分别为0.99℃、6.1%)。研究区域内下垫面绿化覆盖对行人活动高度处的温度影响很大,气象观测场硬化地面区域形成局部热岛现象温度接近38℃,建筑和植被遮挡形成的阴影区域出现局部降温现象;极度热区域面积(PET>41℃)占比为66.82%,主要出现在硬化地面区。无植被时,研究区域内温度整体升高,区域平均温度升高2.0℃,高温面积增加了34.4%,植被降温效应在垂直方向上可延伸至13 m;风速增幅最大1.0 m·s^(-1),温度较高区域面积(Mean Rediant Temperature,MRT>58℃)增加了36.96%;极度热区域增加了23.13%。因此,良好的风环境、有效的阴影利用、良好的绿化布局都可以优化街区室外热舒适度。

关键词： CFRP   钢筋混凝土梁   数值模拟   冲击力   跨中位移  

摘要： 为了解CFRP加固钢筋混凝土梁在冲击荷载作用下的动态响应以及CFRP对钢筋混凝土梁的加固作用,本文采用ANSYS/LS-DYNA有限元程序对CFRP加固钢筋混凝土梁试件开展了数值模拟试验,并分析了各试件的动态响应。数值模拟结果表明:未粘贴CFRP的钢筋混凝土梁最终发生弯曲破坏,而粘贴CFRP后,梁的破坏模式转变为剪切破坏,并且CFRP粘贴长度与冲击力峰值呈正相关,而与位移峰值呈负相关。

关键词： 沁水盆地   郑庄区块   地应力场   数值模拟   煤层气   高阶煤  

摘要： 地应力场分布规律对井位部署及压裂改造规模的确定具有重要意义。为明确沁水盆地郑庄区块地应力的分布规律,揭示地应力对煤层气开发的影响,通过实验测试和测井计算的方法获取岩石力学参数和地应力,利用Ansys软件建立郑庄区块煤储层的三维地质-力学模型,采用有限元法对地应力场展开数值模拟,精细描述地应力特征,进一步探究其对煤层气开发的影响,并提出合理开发建议。研究结果表明,郑庄区块地应力有σ_(H)>σ_(v)>σ_(h)的规律,处于走滑断层地应力状态;水平最大主应力为15.6~28.2 MPa,方向主要为北东-南西向;背斜发育处地应力普遍较低,向斜发育处地应力普遍较高,断层发育处地应力通常偏低。研究成果为煤层气开发过程中井位部署、井眼轨迹优化和压裂设计提供一定的理论指导。