考虑压裂液流体特征的井筒多相流模型建立

针对页岩气井流体与常规气井流体的差异,基于页岩气井流体特征实验,对压裂液黏度、密度及表面张力与温度的变化关系进行研究。依据实验结果进行拟合得到返排液各物性的相关式,对常用压降模型及井筒温度预测模型进行修正并联立得到页岩气井筒温度压力耦合模型。利用F页岩气田气井真实数据进行实例计算,分析表明修正后的Gray模型精确度最高,验证了新温度压力耦合模型的科学性与合理性。     

管道流体的瞬态仿真模型

通过对管道的离散化处理 ,建立了流体管道频率相关摩擦仿真模型 ;研究了N的取值、离散管段数对仿真结果的影响及管道与集中元件和扰动激励的耦合方法 ,并对带容腔的流体管道系统进行了数字仿真 .结果表明 ,该模型将管道的分布特性表示成网络形式 ,可方便地与各种边界条件进行耦合 ;仿真结果与有关文献提供的近似解析计算和实验结果吻合良好     

基于Fluent的复杂流场飞机空气混合器分析

介绍了用于计算飞机空气混合器内部流场和温度场数学模型和Fluent仿真的建模方法,并进行数值仿真。在数值仿真的基础上．分析了混合器内部扰流元件——扰流圆环对混合器内流体混合作用的方式,同时分析了混合器内部结构扰流圆环的结构尺寸对混合器混合能力的影响,得到了扰流环结构参数与混合能力的关系曲线,为进一步合理设计混合器提供了依据。     

瞬态激励下保守耦合系统的统计能量分析

根据保守耦合系统的统计能量分析原理,通过对耦合子系统之间功率平衡方程式的修正和推导,得到了瞬态激励条件下系统的能量平衡方程,并针对L-型耦合平板的具体结构形式,建立了两子系统的SEA模型,提出了有关参数的预估和测试方法,计算了耦合平板的能量分布和功率流,测量了瞬态激励条件下系统的能量等参数.理论分析和实验结果的一致性证明了本文的研究方法和所取得的结果是合理可靠的.     

基于演化参数辨识的流体网络建模

应用演化计算理论研究了热动力系统中热工流体网络的仿真建模问题.从基本物理规律出发,建立了热工流体网络的通用仿真数学模型;采用演化算法对流体网络的参数进行辨识,避免了以往采用经验值或者网络在理想状态下的试验数据作为建模参数所造成的偏差,在提高计算精度的同时使模型的动态特性更加符合实际.将该方法应用于某蒸汽动力装置新蒸汽系统的仿真建模中,通过仿真结果和实测值的对比,证明采用演化算法辨识后的流体网络模型具有较高的计算精度,能够很好地反映网络对象的特性,在工程上是实用的.     

牛顿流体在充满多孔介质圆管内的结构流特征

引入研究多孔介质流体流动的体积平均方法和体均原理,采用Darcy阻力经验公式和Forch-heimer修正,得到了多孔介质内流体流动的Brinkman-Forchheimer广义Darcy定律.提出了牛顿流体在充满多孔介质管道内的结构流概念,并通过边界层动量积分计算证实了流核的存在,获得了流核流速和流核半径的计算结果;分析了Darcy数和惯性参数对速度剖面的影响程度.     

制冷空调系统故障检测与诊断中的空气侧换热模型

对3种常用空气侧换热模型（戈果林换热模型、扰流管束换热模型和J因子换热模型）进行了分析,着重研究其单调性以及在制冷空调系统故障检测与诊断模型中的适用性,设计实验并采用焓差法测量制冷空调系统空气侧的换热系数,与3种空气侧换热模型的计算结果加以比对,并对其结果进行修正.结果表明,修正后的3种换热模型所得结果与其相应的实验结果较吻合.其中：戈果林公式具有非单调性而不适用于仿真模型的计算;J因子换热模型和扰流管束换热模型具有单调性,适用于制冷空调系统故障检测与诊断中的仿真模型计算,且J因子的计算误差最小.     

不同动量比对T型管冷热流体掺混及管道热疲劳的影响

为探究主支管流体不同动量比对T型管道内冷热流体掺混过程及管道热疲劳程度的影响，通过对T型管内不同主支管流体动量比工况下冷热流体的掺混过程进行大涡模拟（LES），计算得到管道壁面及管道内流体的温度波动情况，并使用同一套T型管网格模型进行了流固耦合计算，得到了动量比对T型管道热应力及热疲劳寿命的影响规律。计算结果表明，当动量比变化使得T型管内流体的搅混流型发生变化时，动量比对管道热疲劳的影响明显，其中，搅混流型为偏转流时，管道的热疲劳现象相较于搅混流型为壁面流的热疲劳现象得到明显的改善，预测热疲劳寿命从8.81×10^-4年提高到5.40×10¹⁵年。因此，随着主支管流体动量比的降低，流体搅混流型从壁面流转变为偏转流，管道的热疲劳寿命得到明显提高。     

高温高压模拟井筒流固耦合传热建模与数值求解

模拟井筒加温系统是用于模拟井下高温高压环境,对射孔器材进行高温性能检测的一种实验装置。模拟井筒为耐高温高压的厚壁圆柱形封闭腔体,为研究加温过程中腔体内流体与厚壁腔体之间的动态耦合传热过程,根据模拟井筒加热物理模型,建立了模拟井筒耦合传热数学模型。应用有限差分法离散模拟井筒耦合传热数学模型,得出厚壁井筒和腔体内流体数学模型的离散格式。使用迭代法分别计算厚壁井筒与腔体内流体区域的传热过程,在厚壁井筒与流体的交界边界处应用热平衡法进行耦合传热计算,求解模拟井筒耦合传热温度场,腔体内流体区域采用投影法对数学模型进行求解。通过仿真计算与实验结果的对比,验证了建立的高温高压模拟井筒流固耦合传热模型的正确性。     

发动机舱温度场仿真与分析

利用热网络法和流体网络法对发动机舱进行热仿真.建立了飞行器发动机舱各部件与其内外流体之间的网络关系及仿真模型,并进行耦合求解,得到此发动机舱各部件不同位置的温度分布.根据所得的数据对发动机舱各部件受热后对工作性能的影响进行分析,对非耐热部件的热防护与热控进行分析与设计,为使发动机各个部件能够在比较理想的环境下工作,提出了表面抛光、加隔热层以及组合隔热等3种优化方案并进行仿真.     

高超声速气动热的耦合计算方法研究

为了准确预测高超声速飞行器承受的气动热载荷,需要进行流动-传热耦合分析.采用耦合传热方法,考虑流体流动和结构传热之间的实时相互影响,对圆柱壳高超声速气动加热风洞实验进行了三维非定常数值模拟,将数值模拟结果与实验结果进行了全面对比,得到的表面压力、冷壁热流、热壁热流和温度分布与实验结果符合良好,验证了耦合计算方法的准确性,提高了气动热模拟精度,实现了气动加热的准确计算.     

基于数值模拟的网络安全风险量化参数优化分析

为了解决传统方法无法得到有效参数,导致建立网络安全风险量化模型量化精度低的弊端,通过数值模拟方法研究了网络安全风险量化参数优化问题。针对主机风险计算,依据主机所处状态对风险向量进行定义,通过加权计算得到合理的权重函数,将主机直接风险值和间接风险值结合在一起,获取主机风险值。将主机风险值相加求和,求算数平均值,获取网络在某时刻的平均风险值。针对风险值中的复杂函数,采用引入时延的支持向量机方法建立网络安全风险量化模型,对其进行描述。针对建立的网络安全风险量化模型中的重要参数惩罚因子和核函数宽度系数,采用蚁群算法进行初寻优,对待优化参数进行数值模拟,得到最优惩罚因子为10,最优核函数宽度系数为0.112。结果表明：采用所提方法对网络中主机1进行安全风险量化,得到的结果和主机1实际风险情况相符,研究其它主机可得到相同结论;所提方法对网络安全风险量化值和实际结果最为相符;所提方法量化结果误差最低。可见所提方法参数优化性能优,对网络安全风险量化精度高。     

电大尺寸矩形谐振腔耦合场的神经网络预测

以电大尺寸的矩形谐振腔局部点的前后门耦合场的计算,通过神经网络方法实现其他点耦合场的预测,判定矩形谐振腔的电磁敏感点.由于电大尺寸的矩形腔很难通过全波分析或小波分析获得特定条件下的耦合场,而神经网络方法不需考虑内部模型的复杂性便可实现非线性预测,因此将人工神经网络方法应用于电磁预测中可实现矩形腔耦合场的计算.通过电大尺寸矩形腔前后门耦合场实验方案,提取了目标参数,创建了BP神经网络的预测模型.即在平面波照射下,以入射波的功率,极化方向,预测点的位置坐标作为BP网络的输入参数,相应点的功率(电压)作为输出参数,经过适当的训练,建立耦合场的预测模型,并以此模型预测了腔体内探测点的耦合场.预测结果与实测结果相比较显示了该方法的有效性和准确性,为电大金属腔耦合场的计算提供了一种有效的方法.     

线性网络灵敏度分析的一种改进方法

给出了线性电网络灵敏度分析的一种改进方法。该方法以网络的一条复合支路为基础，直接建立增量网络的节点电压方程，只需解一次线性代数方程组，就可计算出全网络节点电压对所有网络参数的灵敏度，具有计算量小，方法简单的特点，有较大的实用意义。     

页岩气藏压裂缝网扩展流动一体化模拟技术

页岩气藏天然裂缝分布复杂,地层非均质性强,水平井压裂技术是开发的必要手段,建立页岩气藏压裂缝网扩展与流动一体化模拟方法对于制定生产方案及评价压裂措施具有重要的现实意义。采用基于闪电模拟的油藏压裂裂缝网络扩展计算方法来模拟页岩气藏多分支裂缝网络形态,在此基础上进一步运用嵌入式离散裂缝模型（EDFM）来定量表征页岩气藏有机质-无机质-裂缝网络之间的复杂流动机制,从而实现页岩气藏压裂缝网扩展流动一体化模拟。基于该方法建立了200 m×200 m的地质模型进行缝网形态模拟以及流动表征,通过缝网扩展模拟方法得到裂缝网络分布规律,在此基础上基于嵌入式离散裂缝模型进行流动模拟,得到模型生产200 d后的含气饱和度分布以及产气量分布曲线。同时,基于本文模型分析了压裂液注入压力、分形概率指数、压裂液黏度以及裂缝网格精细程度等参数对裂缝网络形态、含气饱和度分布以及页岩气产量的影响。研究表明,压裂液注入压力越高分形概率指数越小、压裂液黏度越小裂缝扩展范围越大、含气饱和度下降范围越大单井产量越高,裂缝模拟精度会显著影响产量误差。基于该页岩气藏压裂缝网扩展流动一体化模型可以大规模模拟页岩气藏缝网形态以及多重介质复杂流动,为评价页岩气藏压裂施工好坏以及产量预测提供了有效的帮助。     

稳态流体管网的灵敏度

引入微分灵敏度和大变化灵敏度的数学原理,导出了它们在稳态流体网络中的计算公式和求解方法,从而在流体网络中当某些分支参数产生微小变化或任意变化时,能分别利用微分灵敏度和大变化灵敏度来反映这些参数变化对网络响应的影响．通过对加热管网算例的比较分析,证明了流体网络中某些参数任意改变后,采用大变化灵敏度分析方法,可以获得网络响应的准确解,网络中m个分支参数的较大变化会引起n个分支流量的变化,将它们对整个网络的影响分开考虑,易于区分开网络系统的故障区域和流量的正常波动区域,有利于评估流体管网的实际特性,实现在线模拟和故障诊断等。     

基于蒙特卡洛法的铣削让刀误差概率分布预测

基于斜角切削理论,建立铣削力计算模型,求解得到铣削力.构建薄板受力变形的挠度函数,结合刀具的受力变形求解刀具-工件耦合变形的铣削让刀误差.采用神经网络拟合方法,求出输入铣削参数与输出最大让刀误差的函数关系.考虑刀具参数、材料参数、工件参数以及加工工况等随机参数对金属切削的影响,利用蒙特卡洛方法,对输入参数进行抽样,将参数样本代入神经网络拟合的函数模型中,获得铣削让刀误差样本,并分析其概率特性,从而提出一种铣削让刀误差的概率分布预测方法,较确定性计算铣削让刀误差的方法更加符合实际.     

一种基于BP算法的融合神经网络

针对水电仿真系统水机温度建模中存在非线性动态数学模型问题,提出了一种采用融合神经网络的温度模型·并且为消除应用中神经网络训练速度慢、容易陷入局部极值的影响,采用了可变学习速度的VLBP算法作为更新网络梯度和权值的算法·在该模型的实际应用中,首先设置多个传感器采集温度参数,然后使用采集数据对神经网络进行离线训练,而后使用训练完成的网络对水机温度参数进行实时在线预测·通过现场数据和网络预测数据的对比分析,证明该模型的实际准确率可达96 5%,可以满足实际仿真的要求·     

岩体稳定性评价的耦合神经计算方法

给出了一个基于单元ＢＰ神经网络拓扑而成的耦合神经计算模型,对其在地下工程岩体稳定性评价系统中的应用进行了研究。结果表明,耦合神经计算地下工程岩体稳定性评价系统有着较好的实用性和先进性。     

小波包与神经网络相结合的股票价格预测模型

小波包较之于小波可以更为灵活地提取分散在不同尺度上的信号特征,结合神经网络也就可获得更好的预测精度,本文按此方式建立了一种混合杂交模型用于股票市场价格波动预测,并为获得最优预测精度,本文利用遗传算法进行小波包最优分解选择和神经网络参数选择。通过对上证综指的实证研究,表明这种混合杂交模型的性能优于同类神经网络模型和基于小波分解的神经网络模型。