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关键词： 微观实验   数值模拟   微观滞留机理   CO_(2)提高采收率   致密低渗气藏   大牛地气田  

摘要： 微观气、水滞留机理不明确严重制约了致密低渗储层中油气采收率的提高。通过新的微观实验方法和数值模拟技术,研究了致密砂岩储层中气、水滞留的微观机制,评估了注入CO_(2)提高采收率的可行性。研究表明:①克服实验压力过低(<0.20 MPa)等实验方法的局限性和实验流程与实际生产条件不匹配的问题,建立全新的微观滞留实验流程和方法,通过微观数值模拟技术,揭示了致密储层中具有盲端-角隅处滞留、绕流形成滞留、卡断形成滞留和“H型”孔道处滞留等4种主要气、水滞留类型。②注入CO_(2)提高致密低渗气藏采收率的机理是CO_(2)的注入能够剥离水膜、促进甲烷传质扩散置换以及有效地进行驱替,可以显著提高致密孔喉中的天然气采收率。③注入CO_(2)能够提高采收率10%~19%,这是致密低渗气藏高效开发的新技术途径。

关键词： 桥梁工程   BIM技术   钢塔   竖向转体   受力分析  

摘要： 为研究基于BIM技术的钢塔竖向转体施工过程力学性能及竖转完成后钢塔的稳定性,以丁家洲大桥主桥为背景,通过Revit软件建立钢塔BIM模型,探讨BIM技术在钢塔竖转施工中的应用。此外,采用间接转换方法将Revit模型转换成Abaqus有限元模型,并对钢塔竖转施工过程力学性能及施工完成后的稳定性进行分析,从而验证竖转过程结构安全性及竖转完成后的稳定性。结果表明:钢塔竖向转体施工中钢塔、临时塔架以及拉索受力均符合施工和规范要求,且钢塔第一、二类稳定性均满足规范要求。相关研究可为钢塔竖向转体施工阶段BIM技术与数值模拟技术的融合应用提供参考,能有效地降低安全隐患,更好地指导现场施工。

关键词： 重力流   底流   数值模拟   交互机制   东非鲁伍马盆地  

摘要： 重力流与底流交互作用可形成不对称单向迁移水道,前人建立了单向迁移水道的演化模式,但在重力流与底流交互作用的水动力学机制研究方面较为薄弱。针对东非鲁伍马盆地下始新统沉积体系早期和晚期不同条件下的重力流与底流交互作用,开展沉积水动力数值模拟研究,结果表明,在研究区下始新统沉积体系中,底流将水道内重力流顶部的细粒沉积物裹挟并向北漂移,在水道北侧形成不对称天然堤。沉积物长期在北侧集聚形成漂积体,不对称沉积使水道北侧变陡;水道南侧则由于两反向流体的碰撞侵蚀作用增强,使该侧限制性作用减弱并形成新的负地形。在该不对称沉积模式的长期作用下水道逐渐向南迁移。通过揭示鲁伍马盆地下始新统不同沉积时期重力流与底流交互作用的水动力过程,阐明了流体结构对水道的沉积侵蚀机制,从流体动力学角度解析了不对称单向迁移水道的成因机理。

关键词： Mg-Mn-Ce合金   热压缩   本构关系   加工图   数值模拟  

摘要： 在变形温度723~873 K和应变速率0.0001~0.1 s^(-1)的条件下,对挤压态Mg-Mn-Ce合金进行了热压缩实验。依据获得的真实应力-应变曲线,分析了变形温度和应变速率对材料流动应力的影响规律;基于Arrhenius和BP-ANN模型建立了本构关系,并进行了准确性评估;利用BP-ANN模型获取的本构数据,绘制了热加工图并开展了数值模拟。结果表明:随着变形温度升高和应变速率降低,合金的流动应力下降;建立的BP-ANN模型预测的精度更高,相关系数可达0.9990,平均相对误差仅为2.69%;合金的热加工范围应选择在0.001~0.01 s^(-1)和773~823 K的范围进行;数值模拟与实验结果吻合较好,可以用来指导合金的热塑性成形。

关键词： 数值模拟   有限元   降雨特征   安全系数   边坡稳定性  

摘要： 降雨是导致边坡失稳的一项重要因素,为了分析降雨时长和降雨强度对边坡稳定性的影响,本文采用Abaqus有限元软件分析降雨时长和降雨强度对边坡孔隙水压力和边坡稳定性的影响,并基于降雨入渗基本理论和强度折减法基本理论,进一步地对边坡渗流和稳定性做出了研究。结果表明,边坡孔隙水压力随着降雨时长和降雨强度的增大而增大,而安全系数随着降雨时长和降雨强度的增大而减小,从而会导致边坡发生失稳破坏;相比于降雨时长,降雨强度的增大使边坡更容易发生失稳破坏。Rainfall is an important factor leading to slope instability. In order to analyze the influence of rainfall duration and intensity on slope stability, this paper adopts Abaqus finite element software to analyze the influence of rainfall time and intensity on slope pore water pressure and slope stability based on the theory of rainfall infiltration and the basic theory of intensity reduction method. The seepage and stability of the slope are further studied. The results show that the pore water pressure of the slope increases with the increase of rainfall duration and rainfall intensity, while the safety factor decreases with the increase of rainfall duration and rainfall intensity, which leads to the instability of the slope. Compared with the duration of rainfall, the increase of rainfall intensity makes the slope more easily to instability failure.

关键词： 丹江口水利枢纽   加高土石坝   安全性态   抗震安全性  

摘要： 为保证丹江口水利枢纽左岸加高土石坝的正常运行,根据GB 18306-2015《中国地震动参数区划图》,对土石坝工作安全性态和抗震安全性进行复核。充分考虑了左岸加高土石坝结构特点,结合两次170 m高水位运行监测资料,对左岸土石坝在蓄水运行期变形和渗流变化规律进行分析;采用有限元方法,重点研究了左岸土石坝在遭遇设计地震动情况下的抗震安全性。结果表明:①土石坝和混凝土坝结合部位置沉降变形(108.78 mm)最大,坝体沉降变形变化速率减缓,渐趋稳定;②心墙内渗压水位随库水位平稳变化,整体渗流性态稳定,左岸土石坝运行工作性态正常;③坝体地震动力响应规律正常,抗震安全性能良好,满足相关规程规范要求。研究成果可为该工程安全运行评价提供技术支撑,并为其他类似工程提供参考。

关键词： 辊底式热处理炉   流场分布   数值模拟   ANSYS   换热效率  

摘要： 为提高热处理炉的加热效率,提出在炉顶增加喷嘴的设计方案,利用ANSYS Fluent软件模拟了炉顶喷嘴不同射速下(0~120 m/s)炉内流场分布,并对不同射速下(30~210 m/s)炉内钢板的温升变化进行了分析。结果表明,在炉顶增加喷嘴后,炉内流场分布更加均匀,且随喷嘴射速增加,气体流动更稳定且均匀,炉内温度分布也更加均匀;不同喷嘴射速下,炉内钢板的升温速率随着射速的增加而增加,但超过某一阈值后,钢板的升温速率提升有限。可见,炉顶增加喷嘴及优化射速参数可显著提高热处理炉的加热效率。

关键词： 隧道工程   断层破碎带   力学特性   数值模拟   FLAC 3D  

摘要： 为研究公路隧道跨越断层破碎带施工衬砌的力学特性及围岩变形规律,文章以广西某高速公路区段隧道为研究对象,基于FLAC 3D有限差分数值分析软件建立模型,模拟断层破碎区域开挖施工在不同施工步距下的围岩变形、掌子面挤出位移、二次衬砌力学响应以及初期支护轴力和弯矩,并开展定量研究。结果表明:随着施工步距的加大,围岩应力释放比例增大,但增长速率逐渐减慢;断层破碎区公路隧道施工步距增大使得初期支护轴力承担围岩压力比率上涨,其中拱肩位置增长速度最为显著,施工步距为66 m时拱肩轴力较30 m步距时增长273.2%;掌子面稳定与施工步距设置关系密切,掌子面纵向位移来自开挖断面围岩变形造成的体积损失,建议在隧道穿越断层破碎区域的施工步距≤54 m。

关键词： 物理信息神经网络   对流换热   数值模拟  

摘要： [目的]提出了一种将在标准条件下训练的权重和偏置信息加载到模型中的方法,以提升相邻条件下物理信息神经网络(physics-informed neural network,PINN)数值模拟效率.[方法]以二维圆管为对象,流动状态为稳态流动,控制方程为受重力影响的Navier-Stokes方程组,利用解析解对PINN模拟精度进行验证并对超参数进行敏感性分析,进而对圆管内层流流动换热过程进行数值模拟,并利用权重与偏置信息对邻近工况进行预测.[结果]PINN数值模拟具有可行性和准确性,与传统软件Fluent计算结果的相对误差约±5%.载入已有工况权重和偏置信息可以显著提高PINN数值模拟的效率,速度场与温度场同Fluent计算结果的相对误差均小于±5%.[结论]利用PINN可以对流体层流流动换热进行数值模拟,同时可以利用预训练的权重和偏置信息提高数值模拟效率.

关键词： 低浓度甲烷   预混燃烧   FLUENT软件   CHEMKIN软件   数值模拟  

摘要： 采用FLUENT软件,建立了甲烷燃烧室中的预混燃烧模型,对燃烧室中低浓度甲烷的燃烧特性进行了数值模拟,研究了相同进气流速下,不同进气温度与进气浓度对燃烧室内低浓度甲烷稳定燃烧的影响。计算结果表明,保持预混气体进气速度和进气浓度不变,随着预混气体进气温度的增加,燃烧室内的温度逐渐升高,预混气体在燃烧室内能稳定燃烧;保持预混气体进气速度不变,在一定的浓度范围内,通入燃烧室内的预混气体进气浓度越大,越容易实现预混气体的稳定燃烧。得到进气温度与燃烧室平均温度之间的拟合方程,求得进气浓度为3.0%、3.5%和4.5%的甲烷混合气体分别对应所需最低进气温度关系式。因此,应使通入的甲烷气体在辅助燃烧器出口处燃烧不发生积聚,最终使燃烧室温度基本达到800℃~1200℃时,再从主燃烧器通入甲烷气体来进行燃烧实验。用CHEMKIN软件演示低浓度甲烷的燃烧特性,模拟了在进气速度不变的情况下,进气温度和进气浓度对火焰速度的影响。结果表明:相同的进气浓度时,火焰速度会随着进气温度的升高而逐渐增加;相同的进气温度时,火焰速度会随着进气浓度的升高而逐渐增加;而相同进气温度和浓度的情况下,增加进气速度不会引起火焰速度的增加,即火焰速度与进气速度无关。根据模拟结果得出进气温度以及进气浓度与火焰速度的拟合曲线。