导向管底部泄流孔水力损失计算分析

核燃料组件导向管底部泄流孔的水力损失系数对控制棒落棒时间和落棒速度有着重要影响。在落棒问题分析中,能否采用叠加理论计算泄流孔的水力损失,必须进行具体分析和论证。采用CFD方法对"突缩-突扩"型和"突缩-突缩"型两类四种泄流孔在不同流速下的水力损失进行了数值模拟计算,并与理论计算结果进行了对比。计算结果表明,对于流道内未充分发展的流动,理论计算结果与数值模拟计算结果存在一定差异。     

内检测器调速旁通阀流场特性仿真

旁通阀是内检测器实现速度控制的关键部件,其直接决定内检测器的运行安全及检测精度。为实现旁通阀结构最优化,进而制定合理的速度调节策略,本文通过数值模拟的方法研究了流体介质通过不同结构旁通阀时所具有的流场特性。仿真结果表明：当流体介质通过厚孔式旁通阀时,旁通孔前后压差、压力损失系数与泄流面积均成反比,且与理论计算值趋势一致且误差逐渐递减;当流体介质通过厚孔圆盘式旁通阀时,旁通孔前后压差与泄流面积成反比,而压力损失系数与泄流面积成正比;当流体介质通过转动式旁通阀时,旁通泄流尺寸越大,前后压差和压力损失系数均减小,与厚孔式旁通阀规律一致。可见,旁通阀前后压差与泄流面积呈绝对反比关系,而压力损失系数不仅受泄流面积影响,还与旁通阀自身结构有关。     

大段合采油井层间干扰主控因素研究

针对大段合采油井储层层间非均质性严重的问题,开展了层间干扰研究,确定层间干扰的主控因素。结合现 场试油实践,以层间干扰系数作为定量评价层间干扰程度的指标,对部分井的产能测试结果进行了分析,发现流压、生 产压差、含水率等因素均可对层间干扰程度造成影响。收集油田数据资料,计算了渗透率级差、厚度级差、层数、地层 压力系数级差、生产压差级差、平均黏度、孔隙度级差、流压级差等因素。采用复相关系数法对影响因素进行了初筛 选,根据基于熵权的灰色关联分析法计算了筛选后因素与层间干扰系数间的关联度,确定出层间干扰的主控因素,分 别为渗透率级差、层数、静压系数级差、合测含水率、生产压差级差和流压级差。     

种群空间分布状态对排种器吸种性能的影响

建立了气吸振动式排种器充种过程中籽粒受力模型,采用标准k-ε湍流模型,运用CFD软件Fluent对籽粒在真实吸种气流场中的受力进行了计算.通过假设种群在振动种盘内呈正四面体空间分布,分析了种群层数n、压差Δp、籽粒间隙系数λ、吸种孔与籽粒直径比γ对籽粒受力的影响.结果表明:γ较小时,压差对籽粒受力的影响较小,γ较大时,籽粒受力的大小随压差的增加迅速增大;λ<1.25时,籽粒受力随λ的增加而迅速增大,λ>1.25时,增长趋势较为缓慢.结合离散元法模拟种盘内种子的运动规律,确定排种器的工作参数,并以油菜籽为对象,进行了排种器吸种性能试验.     

考虑热固耦合作用的高温高压井井筒完整性分析

以高温高压井套管-水泥环-地层为研究对象,建立套管-水泥环-地层组合系统的热固耦合模型,结合边界条件和连续条件,得到相应的应力解析解,并与有限元结果进行对比,验证了解析方法的计算精度.通过分析热固耦合作用下的解析解和不考虑热载荷的解析解,发现热载荷对整体等效应力的影响较大.采用Mises、Drucker-Prager及Mohr-Coulomb屈服准则定义失效系数评价套管-水泥环-地层组合系统的井筒完整性.讨论了水泥环弹性模量、泊松比、非均匀地应力系数、地层温度、套管内压等参数对套管内壁、水泥环内壁及第一、二胶结面失效系数的影响.上述因素对套管内壁、水泥环内壁及第一、二胶结面失效系数均有影响;第一胶结面失效系数较高,对井筒完整性影响较大.     

低渗气藏多层合采层间干扰系数的确定

对低渗气藏,为达到工业气流,常采用多层合采的方法。气藏多层合采层间干扰系数的计算,目前还没有合理的方法。根据气井多层合采物理模型,利用气井二项式产能公式及井筒压力计算模型建立了气井层间干扰系数的计算方法。实例计算了低渗气藏Y的16口气井的层间干扰系数,并进行了线性回归,得到气井层间干扰系数与层间跨度、测井KH差、生产压差的一个经验公式。利用该经验公式得到了低渗气藏Y的不同层的层间干扰系数,并采用面积加权平均,得到了Y气藏的干扰系数,得出Y气藏可多层合采的结论。该方法为低渗气藏开发方案的合理制定提供了重要依据。     

Monte Carlo方法的最优源项偏倚抽样密度函数

Monte Carlo粒子输运中的源项偏倚抽样方法可以减小方差、提高计算效率。该文通过建立一个多区域分权重数学投篮模型,模拟了输运过程中的源项信息,得到了源项偏倚抽样方差最小时的最佳抽样密度函数解析式。采用随机数值方法对模型进行了计算,验证了函数的正确性,并举一例实际的粒子输运模拟问题,表明最优偏倚抽样方法对减小方差的效果显著。该方法可作为一种普适的减方差技巧应用于Monte Carlo粒子输运中,可用于构造粒子源参数(如位置、发射方向等)的最佳偏倚密度函数,尤其在分层抽样时能给出方差最小的最优各层比例系数。     

航天器内部多磁源分辨技术

针对航天器内部多磁源分辨研究中非线性磁场方程解析难的问题,建立了航天器多磁偶极子模型,利用高斯-牛顿法,提出扫描极值的方法,破解了磁源数目和初始迭代值,解决了航天器内部多磁偶极子的分辨问题.研究结果表明:初始值的选取可能导致算法失败,合理的初始值可以加速收敛;当计算磁源个数多于实际磁源数时,算法可用,但结果不可靠,反之完全失效;另外,计算误差随磁偶极子数目的增加呈增加趋势,当磁偶极子数目超过4个时,由于反演参数过多,高斯-牛顿法失效.     

多层隔热体的包扎技术

从反射屏的开孔（或开缝）、反射屏的压皱、松散包扎、层数设计等方面了多层隔热体的包扎技术，对开孔率和多层体的层数进行了优化设计。     

含端部弹性约束和铰支约束压杆的稳定性问题研究

弹性压杆在工程中有广泛应用,压杆的失稳问题是压杆失效的重要原因之一,是压杆可靠性优化设计中需要重点关注的问题,临界载荷的计算方法和表达式是数学建模和优化的基础.本文针对含端部弹性约束和铰链支撑约束压杆的临界失稳问题进行探讨,提出了解析分析方法,得到的结果当弹性约束刚度系数分别为无穷大和零时,将分别简化为一端固定一端铰支和两端铰支的压杆临界失稳载荷计算结果,本文的分析方法和结论对含多个弹性约束的压杆失稳问题研究都有一定的参考意义.     

两级柱螺纹套管接箍扣牙力计算与分析

本文提出两级柱螺纹套管接箍扣牙受力分布计算的解析法，这种方法的计算结果表明，两级柱螺纹套管接箍扣牙力分布呈“Ｗ”形，扣牙力分布的均匀性得到明显改善，有效地提高了套管接箍的承载能力，计算值与市场产品的两级柱螺纹推荐上扣力矩和轴向拉力十分吻合，说明该计算方法是正确的。     

两级柱螺纹套管接箍扣牙力计算与分析

本文提出了两级柱螺纹套管接箍扣牙受力分布计算的解析法．这种方法的计算结果表明，两级柱螺纹套管接箍扣牙力分布呈“Ｗ”形，扣牙力分布的均匀性得到明显改善，有效地提高了套管接箍的承载能力．计算值与市场产品的两级柱螺纹推荐上扣力矩和轴向拉力十分吻合，说明该计算方法是正确的．     

一种耐高温多层热防护组件结构设计与性能研究

研究了由多种功能层材料组成的热防护组件的结构设计方法与热防护性能.利用仿真计算模拟了高温热环境下由不同厚度的面板层材料与隔热层材料组成的热防护组件的热响应行为,并通过石英灯加热考核验证了优化设计的热防护组件的耐温隔热与可重复使用性能.结果表明,致密的面板层材料具有优异的耐温性能,而由气凝胶组成的隔热层材料具有极低的热导率.根据目标环境匹配设计两种功能层材料厚度,可使多层热防护组件具备经最高温度1 600℃的加热考核后,背温仅为118℃的优异耐温隔热性能.      

发动机冷却水套的计算流体力学分析及 结构改进

为评估某发动机冷却水套结构设计的合理性,基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)分析方法,采用STAR-CCM+软件对一款双缸发动机冷却水套进行流场数值模拟分析.通过对该冷却水套的速度场及缸孔流量分配进行分析,发现该双缸发动机冷却水套的结构设计存在不足,会造成左缸冷却效果好而右缸冷却效果差的两缸冷却不均匀现象,右缸大部分区域的换热系数低于5 000 W/(m2·K),因此,需要提升冷却水套的冷却性能.基于流动路径及流量分配合理性的综合评估方法提出了冷却水套缸孔布局的改进方案,并对冷却水套改进结构进行了CFD模拟.结果表明:改进后,排气侧、鼻梁区等高温区域的冷却效果得到保证的同时,左缸和右缸的冷却均匀性得到明显的改善,冷却水套壁面平均换热系数的提升非常明显,基于流动路径及流量分配合理性来设计缸孔布局的方法是有效可行的.研究结果可为冷却水套的改进设计提供方法指导和仿真数据支撑     

烧结页岩多孔砖砌体的局部非均匀受压性能

为了解矩形条孔烧结页岩多孔砖砌体的非均匀局部受压性能,进行了梁端无约束和有约束2种局部受压情况下18个试件的试验研究,分析了破坏形态及受力机理,推导了局压应力图形完整系数,并对比分析了局压承载力的理论值与实测值.结果表明:墙段端部局压受力较边缘局压有利;沿局压边界产生的通长竖向裂缝大大削弱了"内拱卸荷"的有利作用;多孔砖砌体按现行规范计算有效支承长度值是偏于安全的.试验研究结果和建议可供承重多孔砖砌体结构设计和规范修订参考.     

伽辽金法求电磁发射轨道变形的解析解

精确计算电磁炮发射轨道的受力变形,将发射轨道模拟为移动载荷作用下弹性基础上的简支梁,并应用欧拉梁理论建立了力学模型,利用伽辽金法和Sturn-Liouville展开,推导出了电磁炮发射轨道受正弦函数磁压力下控制方程的解析解.与通常用拉格朗日方程法计算轨道受力变形的方法相比,利用伽辽金法求解不需要计算梁的动能、应变能和耗散能.用Matlab软件做算例分析得到:梁的变形受阻尼系数、移动载荷的出口速度、弹性系数等因素影响显著,受轨道质量的影响很小.     

材料非均匀性对岩块极限承载能力的影响

为了研究岩石类材料非均匀性对岩块极限承载能力的影响，采用基于FPS4．0平台开发研制的REPFPA分析软件，通过建立计算模型进行数值模拟，找出了非均匀材料匀质度系数与极限承载能力之间的函数关系，同时研究了岩块声发射随着匀质度系数的变化规律。证明了应用数值模拟方法研究材料非均匀性对岩块极限承载能力的影响特别是解决对于岩体工程的宏观力学性能的研究问题是有效的方法。     

根据零惯量模型推求膜孔灌溉田面综合糙率系数

根据膜孔灌溉田面水流运动特性，将膜孔灌溉不连续的入渗界面等效概化成均匀连续的透水界面，对膜孔灌水流推进阶段采用四边形曲线差分网格，消退阶段采用矩形差分网格进行计算，建立了膜孔灌溉田面水流运动零惯量数学模型，并将其与优化理论相结合，提出了确定膜孔灌溉田面综合糙率系数的优化模型。实例计算与方法验证表明，该方法能够简单而有效地确定膜孔灌溉田面综合糙率系数。     

非黏结柔性立管骨架层失效数值计算方法

计入骨架层铺设角度、初始椭圆度、材料非线性,对相邻表面分别采用黏结耦合、摩擦系数不为零的库伦摩擦和光滑摩擦3种接触条件,基于ABAQUS研究了一类非黏结柔性立管骨架层在均匀外压和对径压缩力下的失效特性.计算结果表明:骨架层相邻表面间接触条件对失效特性影响较大;铺设角度对骨架层失效特性的影响可忽略不计;计入初始椭圆度和材料非线性后,均匀外压下骨架层临界压溃值大幅降低,对径压缩力下径向位移大幅增大.文中数值方法可弥补理论方法无法计入上述因素对骨架层失效特性影响的缺陷.     

具有并联不等深度子背腔序列的微穿孔板吸声体吸声特性

详细讨论了一种新型宽频带微穿孔板(MPP)吸声体的吸声特性,该吸声体由单层MPP和基于二次余数扩散体(QRD)深度序列设计的多个并联且深度不等的子背腔组成.首先,从理论上提出了该吸声体正入射吸声系数的解析计算方法;然后,建立了有限元数值仿真模型验证所提出的解析计算方法,并分析该吸声体的正入射吸声特性;最后,在矩形驻波管内基于传递函数法实验测量了该吸声体样品的正入射吸声系数.实验结果表明,所提出的该类吸声体正入射吸声系数的解析计算方法准确可靠.同时,在460~3 500 Hz的频率范围内,采用解析计算方法预测的该类MPP吸声体的正入射吸声系数不小于0.5,最大吸声系数能达到0.98.