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关键词： 蒸汽驱   烟道气   稠油油藏   岩心实验   数值模拟  

摘要： 烟道气辅助蒸汽驱是一种经济可行的提高稠油油藏采收率技术。针对烟道气和蒸汽注入烟道气与蒸汽协同作用机制复杂，注入工艺及储层物性对开发效果影响不明确等问题，开展蒸汽驱后烟道气辅助蒸汽驱实验及数值模拟研究。以某稠油油藏为研究对象，进行岩心驱油实验，对比不同注入介质的驱油效率，建立烟道气辅助蒸汽驱稠油油藏机理模型，系统研究上述方法在稠油油藏开发中的作用机理及开发效果。研究结果表明，烟道气辅助蒸汽驱较纯蒸汽驱，可增加采出程度达5.84%，其采油机理包括蒸汽热降黏、烟道气增压效应、贾敏效应扩大热波及作用、烟道气流动携油等，注入的烟道气在蒸汽腔前缘形成气体分布带，可增加蒸汽与原油作用时间，同时减缓蒸汽超覆作用，扩大热波及范围；注入蒸汽与烟道气摩尔分数比为7:3时，可兼具提高采收率效果及减少蒸汽用量需求。段塞注入方式相较于混合注入在储层中形成的周期性压差可提高驱油效率。研究结果可为稠油油藏烟道气辅助蒸汽驱方案设计提供指导及借鉴。

关键词： 综合管廊   深基坑   数值模拟   支护优化  

摘要： 为研究岩土混合地层综合管廊深基坑支护设计优化,本文依托实体工程,通过数值模拟研究不同参数条件下支撑-围护结构的应力位移特性,基于计算结果提出深基坑最优支护参数,并结合现场监测验证方案可靠性,结果表明:在综合管廊深基坑支护中,适当增加土钉长度有助于减小剪应力和水平位移,但当土钉长度超过10 m后效益减弱;土钉间距越大,结构变形越明显,较小间距更有利于控制变形;综合考虑支护效果与成本,采用10 m长度、1.5 m间距的土钉方案最优,能有效提升结构刚度和抗剪能力,保障支护安全性与经济性。

关键词： 海床液化   局部冲刷   机器学习   数值模拟   预测   埕岛海域  

摘要： 波流联合作用下的海床液化与局部冲刷，对海底管道的运行安全会构成极端不利的威胁。如何根据波流预报信息快速预测海底管道路由处的海床液化与局部冲刷，一直是海上油气管道运行管理部门关注的问题。根据埕岛海域工程地质环境背景，针对波-流-管道耦合作用下的海床液化与局部冲刷问题分别构建了对应的数值模型，开展了不同波流、管道，以及沉积物特征参数等组合工况下的模拟计算，分析得到了埕岛油田海底管道局部冲刷与海床液化的典型响应特征。在此基础上，将数值模型的关键输入与输出数据集进行归一化处理，采用机器学习模型构建了针对埕岛海域海底管道路由易致灾段的海床液化与局部冲刷快速响应分析模型。研究结果表明，开发的预测分析软件具有较好的预测精度，且计算响应时间缩短至秒级，可以为海底管道运行安全应急管理提供一定的参考。

关键词： 明渠量水   分水旋转门   水力性能   模型试验   数值模拟   增氧能力  

摘要： 【目的】为了满足灌区量测水设施测控一体化建设需求，拟基于水轮机蜗壳水力设计原理设计一种新型闸门—分水旋转门，并简述其结构组成及测流原理。【方法】开展了3.00-7.00 L/s流量范围下的物理模型试验，验证了数值模拟方法的正确性；对3.00～10.08 L/s流量范围下10种转速工况的分水旋转门水力特性进行数值模拟，分析其沿程水深、流速分布、水头损失等的变化规律。【结果】基于模型试验的测流公式平均相对误差为3.35%，最大相对误差为5.18%；其局部水头损失占上游稳定总水头的平均百分比为46.03%，最小百分比为16.48%；分水旋转门工作时，门扇旋转增加灌溉渠道内水中溶解氧量，其最大增氧率达到108.30%，平均增氧率为100.54%；模拟水深与试验水深间的最大误差为2.87%，平均误差为0.77%；试验流量与模拟流量间的平均误差为4.39%，最小误差为5.16%。【结论】本文提出的测流公式具有较高的测流精度，满足规范对量水设施的精度要求，表明该分水旋转门可为矩形渠道流量量测提供依据；将渠道各断面流量、水深的模拟值与试验进行对比，其相对误差均小于5%，可为分水旋转门后续测流研究提供理论基础；分水旋转门运作时增加了渠道灌溉水中溶解氧量，有利于提高作物品质与产量。本文对分水旋转门的性能进行了初步研究，该分水旋转门结构简单，测控一体化程度高，可根据所需流量进行灌溉渠道水量的严格调控，同时兼具分水、增氧、有利于提高作物品质的作用，研究成果可为该量控水装置的设计及在灌溉渠道的应用选型提供参考，具有重要推广价值和应用前景。

关键词： 氢   橡胶密封件   鼓泡断裂   复合材料   数值模拟  

摘要： 氢致鼓泡断裂是高压氢气快速减压过程中橡胶内部发生的一种损伤现象。针对常用的密封件材料丁腈橡胶（Nitrile Butadiene Rubber，NBR），建立NBR氢致鼓泡有限元模型，研究了单次氢暴露和氢循环暴露工况下的橡胶内部损伤演化机制，并探究了填料、氢渗透特性、服役工况参数和空穴参量对NBR氢致鼓泡的影响。结果表明，在单次氢暴露中，泄压结束时刻是NBR最有可能发生鼓泡断裂的时间点；氢循环暴露会扩大空穴损伤，加剧鼓泡断裂风险。填料的加入可提高NBR的抗氢致鼓泡断裂。氢溶解度的增大，氢扩散系数的减小会提高鼓泡断裂的可能。减小氢气压力和泄压速率可以降低鼓泡断裂风险。较大的空穴半径，较小的空穴间距以及较大的空穴数量会带来较大的鼓泡断裂风险。

关键词： 不耦合系数   偏心装药结构   孔壁压力   非装药段   数值模拟  

摘要： 为了研究偏心装药结构的爆破特性，使炸药的能量得到充分利用和精确释放，本研究运用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件，研究多种不耦合系数下偏心装药结构爆破的孔壁压力和岩体动态响应。通过建立三维数值模拟模型，研究偏心装药工况下不耦合系数K=2.0、1.56、1.25以及同心装药工况下K=1.0的孔壁压力、岩体损伤情况以及爆炸地震波能量通量变化情况。结果表明：偏心装药工况下，装药段耦合侧与不耦合侧的孔壁峰值压力随不耦合系数增大相差越大，耦合侧的孔壁峰值压力约为不耦合侧的4～11倍；距离装药段较远处的非装药段耦合侧和不耦合侧孔壁压力几乎不受偏心装药结构的影响，同一位置处耦合侧与不耦合侧孔壁压力数值相差较小，但孔壁压力仍随不耦合系数的增大而减小；偏心装药结构装药段和非装药段的损伤区域都出现了“偏心效应”，裂隙区体积是粉碎区体积的8～15倍，裂隙区体积和地震波能量通量的峰值都随不耦合系数的增大而减小。

关键词： 相变材料   蓄热催化氧化   烷烃   数值模拟  

摘要： RCO（蓄热催化氧化炉）是高效去除VOCs（挥发性有机物）重要设备之一，为了提升热稳定性，减小阀门切换频率，设计了一种PRCO（相变蓄热催化氧化炉）。建立了相变蓄热蜂窝陶瓷单孔道多组分烃催化转化模型，对PRCO中的蓄热以及催化反应过程进行了数值模拟。对比了RCO和PRCO在不同进气流速下对VOCs处理性能的差异。研究结果表明PRCO在各种工况下均展现出显著优势：在相同体积下，PRCO的蓄热能力大幅提升；PRCO具有更高的热稳定性，使得在长时间的运行状态下保持较高的VOCs转化率；在进气流速0.3-1.1 m/s时，相变材料的高储热密度能够使催化剂床层保持在较为平稳的水平，维持90%以上的转化率，显著降低出口温度。本研究为相变材料在蓄热催化氧化领域的应用提供了理论依据和性能评估。

关键词： 装配式水泥混凝土道面板   数值模拟   临界荷载   温度应力   传荷能力  

摘要： 基于有限元数值模拟方法,系统研究了飞机荷载与温度梯度作用下装配式水泥混凝土道面板及连接系统的动力响应。通过建立三维实体模型,综合考虑接缝宽度、连接构件设置、某单轴单轮和某三轴双轮两种机型荷载及温度荷载等多参数影响,量化了装配式道面板的应力分布特征与传荷性能。结果表明:在单轴单轮荷载作用下,装配式道面板最大拉应力集中于短边中部达2.3 MPa,接近水泥混凝土抗拉极限;在三轴双轮荷载作用下,装配式道面板的最大拉应力集中于长边中部为1.7 MPa。在温度梯度作用下,道面板产生翘曲温度应力并发生不均匀变形,增加接缝宽度可降低最大翘曲应力。传荷系数分析表明,荷载位置影响最为显著,其中板角为最不利荷载位置,传荷效率峰值达71.07%;同时,接缝宽度与传力构件对传荷性能影响有限,高模量灌缝材料的刚性界面是主要的传荷机制。基于上述发现,建议通过加厚道面板或优化钢筋网布置来改善装配式道面板应力分布,并采用3 mm接缝宽度配合高性能灌缝材料的组合方案,以兼顾降低翘曲应力和保持高传荷效率的双重目标。研究成果为机场装配式道面结构的优化设计和耐久性评估提供了重要的理论依据。

关键词： 掺烧   稳燃性能   NO   数值模拟  

摘要： 针对当前燃煤电厂普遍存在的燃料成本高、低负荷稳燃性能弱及调峰能力不足等问题，基于电厂周边可再生能源状况，提出一种厂内光伏发电制氢制氧与燃煤锅炉掺氢掺氧协同的集成运行方案。通过构建全尺寸四角切圆燃煤锅炉数值模型，验证纯煤粉燃烧工况下温度场、组分含量及飞灰含碳量的模拟精度，为掺混优化提供基准参照。以厂内20 MW光伏发电制氢制氧的典型应用场景为例，系统研究3种氢气与氧气掺混方式对炉内燃烧效率、燃尽特性及NOx生成的影响规律。模拟结果表明：采用独立氢气喷口与一次风掺氧的协同掺烧模式可显著改善燃烧性能，炉膛出口飞灰含碳量较纯煤粉燃烧降低至0.97%，燃烧效率提升明显；同时，配合氢气燃烧产生的活性基团对NOx的还原作用，使烟气中NOx排放质量浓度降至294.0 mg/m3，较基准工况下降约25%。该模式通过可再生能源制氢制氧实现燃煤替代与燃烧优化双重效益，不仅能够降低标煤消耗，还可拓展燃煤锅炉稳燃负荷下限，为燃煤机组低碳化改造与灵活性提升提供了可工程化实施的技术参考路径。

关键词： 拱坝   有限元   渗流   排水孔   帷幕   优化  

摘要： 选择合适的渗流控制措施是高拱坝设计的关键内容之一，关系到拱坝运行的长期安全性和施工经济性。为优化高拱坝不同渗流控制措施和方案，以某坝高240m的高混凝土拱坝为例，建立了三维渗流仿真有限元模型，模拟了高拱坝的三维渗流场，开展不同渗控方案下对典型剖面的渗流仿真计算，分析得到典型剖面的渗压变化规律，以此反映出不同渗控措施对拱坝渗流场的敏感性。结果表明：设置排水孔可以有效降低扬压力；帷幕的设置也有助于降低扬压力，但与排水措施相比，扬压力折减程度较小；水垫塘和抗力体排水设置非常重要，对降低水垫塘附近区域的地下水渗压发挥了巨大的作用；抗力体和水垫塘排水幕的设置能够起到较好的防渗效果。在此基础上，对大坝渗控设计提出了优选方案，对类似工程具有重要借鉴意义。