A possible Zpif’s law in the nuclear disassembly

Zpif’s law in the field of linguistics is tested in the nuclear disassembly within the framework of isospin dependent lattice gas model. It is found that the average cluster charge (or mass) of rankn in the charge (or mass) list shows exactly an inverse order to its rank, i.e., Zpif’s law appears at the phase transition temperature. This novel criterion shall be helpful in searching the nuclear liquid gas phase transition.     

原子核液-气相变的实验观察

1IntroductionPhase transition and critical phenomenon are extensively debatable subjects in the natural sciences.Re-cently,the same concept was introduced into the astronomical objects[1]as well as the microscopic systems,such as in atomic cluster[2]and n…     

喷管内高速流动天然气相变特性数值研究

在超声速旋流天然气分离器中,气流经过拉伐尔喷管绝热膨胀形成带液滴的超声速低温混合气流,喷管内的相变是实现天然气分离的关键.根据相变理论、气体动力学理论并考虑了实际气体的影响,建立了描述有相变的喷管中天然气高速流动的数学模型.研究了喷管内有相变的天然气的流动特性;计算了不同入口条件下的相变起始点位置和水蒸汽的凝析率;分析了当喷管入口温度一定时,相变起始点、水蒸汽凝析率与入口压力的关系.计算结果表明,随着入口压力的升高,相变起始点位置逐渐前移,水蒸汽凝析率逐渐增大,建立了一种预测超声速旋流分离器正常工作压力范围的方法.     

瓦斯煤尘爆炸传播数值仿真系统研究

以连续相、燃烧、颗粒相数理方程建立瓦斯煤尘爆炸传播数理模型，并应用连续相、颗粒相计算方法，依据大型巷道瓦斯爆炸、瓦斯煤尘爆炸传播实验数据，借助普遍应用的流场模拟平台，开发了瓦斯、煤尘爆炸数值仿真系统。该系统可以有效地模拟煤矿瓦斯、煤尘的爆炸事故过程，对瓦斯爆炸的爆燃转爆轰、煤尘是否参与爆炸、爆炸冲击传播速度、衰减规律以及爆炸灾害的波及范围都能进行较准确的模拟。     

对准一维导体中电荷密度波输运过程的新看法

The transport process of charge density wave (CDW) in a quasi-one dementional conductor can be explained by the Zener tunneling of coherent exciton gas. It is inferred from the model that CDW state is more orderly than normal electron state. The phase transition changing into normal electron state from CDW state is of second order without impurities and of first one with impurities.     

页岩储层流动机制综述

 为了研究页岩储层的流动机制,对国内外页岩气流动机理相关文献进行了广泛调研,详细阐述了解吸附、扩散和渗流的数学描述方法、影响因素、适用条件及存在的问题,为流动机制的深入研究提供参考.分析表明：气体在页岩储层中的流动主要经历解吸附、扩散和渗流3个过程.Langmuir等温吸附定律很好地描述了页岩气的解吸附规律,但在描述多组分气体解吸附时仍存在一定问题,需要进一步研究;Fick第二扩散定律能够准确地描述页岩气的扩散过程,如何划分渗流和扩散的流动区间并进行耦合还需进一步研究;气体在天然裂缝网络中的流动遵循滑脱效应的广义达西定律,在压裂诱导裂缝中的流动遵循Forchheimer定律;天然气在页岩储层的流动存在压敏、气水两相流动、温度变化引起的热效应、相变等多种流动机制,需要进一步研究.     

凝析气井产能和储量计算新方法

凝析气藏存在复杂的相变与相态分布,当地层压力下降到露点压力以下时,凝析油会在地层和井筒中分别析出,导致井口产气量、产油量与井底产气量、产油量之间存在质量转换,但仍遵循质量守恒定律。因此利用质量守恒建立考虑油、气两相的渗流微分方程,通过引入两相拟压力函数,推导凝析气井不稳定产能方程。在此基础上,结合物质平衡方程,利用生产动态数据拟合整个历史生产过程,不但可以获得气井目前的产能,还可以获得地层压力及各种地层参数。实例分析表明,计算结果准确可靠,有利于在凝析气井中推广使用。     

页岩气压裂水平井不稳定流动模型

水平井多级压裂技术已经成为目前开发页岩气藏的主要手段。针对气体在页岩流动过程中存在的吸附解吸、扩散、滑脱、启动压力梯度和应力敏感等效应,基于三线性渗流方程的基础上,推导出五线性渗流方程,建立了页岩气藏压裂水平井渗流数学模型。运用Laplace变换和Duhamel原理,求解出考虎井筒储集效应和表皮效应的页岩气藏压裂水平井Laplace空间的无因次井底拟压力解。通过Stefest数值反演,绘制了无因次拟压力曲线和拟压力导数曲线。依据特征曲线划分了流动阶段,并分析了不同影响因素对气井压力特征曲线的影响。研究结果表明：压裂水平井泄流范围可划分为五个流动区域,气井的压力特征曲线可划分为六个流动阶段。裂缝导流能力对水平井压力特征曲线的影响主要在过渡阶段、双线性流阶段;吸附系数主要影响过渡段、双线性流段、线性流段以及拟稳定流阶段;视渗透率系数主要影响双线性流动阶段、过渡阶段、窜流扩散阶段、地层线性阶段和拟稳定流阶段;导压系数影响窜流扩散阶段、地层线性流阶段和拟稳定流阶段;压裂改造区宽度主要影响地层线性流和系统拟稳态流动段。模型可以正确认识页岩储层复杂渗流规律,判别页岩气藏压裂水平井流动阶段,为预测单井产能和优化压裂设计参数提供了科学依据。     

Thermon gas as the thermal energy carrier in gas and metals

The thermon gas may be seen as the main thermal-energy carrier in heat conduction. Consider phonons, which are defined as the energy quanta for quantized lattice vibrationss, and the phonon gas, which consists of a large number of randomly moving phonons. In the same way, a thermon in gas and metal is defined as the equivalent mass of thermal energy of a gas molecule or an electron, respectively, and the thermon gas consists of a large number of randomly moving thermons. Like the phonon and the photon, the rest mass of a thermon is zero. Because the mass of a moving thermon changes continuously, the thermon may be regarded as a nonquantized quasiparticle. Thus, heat flux can be seen as the directional flow of the thermon gas due to a given temperature gradient. The thermon mass is m_h=E/c², where E is the thermal energy and c is the speed of light, and the thermon gas is actually a compressible gas flow with real mass. According to the principle of aerodynamics, the state equations of a thermon gas in either gas or metal are obtained by different statistical functions. Furthermore, Newtonian mechanics may be applied to obtain the momentum-conservation equation of a thermon gas, which is actually the general heat-conduction law, and which reduces to Fourier’s law when thermal inertia is negligible. The general heat-conduction law is a damped wave equation that can be used to quantitatively investigate thermal wave phenomena caused by heating of thin metal films by ultrafast laser pulses. The numerical solution of the general heat-conduction law is obtained using a finite-difference method with double precision, and the results show that the thermal wave increases as the spatial inertia of the thermon gas increases.     

异常高温气井凝析水产出机理及动态研究

基于油气水多相相平衡理论,模拟了异常高温气藏地层原始条件和生产过程中地层和井筒的烃水相态变化特征,分析了气井凝析水的采出过程和机理.计算了不同温度压力条件下凝析气中饱和凝析水含量,得出了气井凝析水产出动态规律曲线.最后对两口实例凝析气井早期产水规律和产水来源进行了分析.结果表明,凝析水产出机理是烃水在不同温度压力条件下的多相平衡,凝析水产水规律可用于气井产水来源和气井产水动态的初步判定和分析.这对于正确认识高温气井产水规律,编制合理的气田开发方案具有重要现实意义.     

二维Lennard-Jones系统气/液相转变的Monte Carlo模拟研究

为深入研究微小尺度系统的热力学性质和相转变机制,以粒子间通过Lennard-Jones势能作用的2维系统为模型,通过正则系综Monte Carlo模拟细致地考察了气/液相转变区的平衡态参数。沿等温线的模拟结果显示了在气/液相转变区内系统状态连续变化的特征,与固/液相转变区的状态变化趋势相同。热力学性质和系统微观行为的模拟结果都表明,模拟系统的气/液相转变具有一级相变的特征,与已知的固/液一级相变相对应;从而揭示了固/液相转变和气/液相转变机制的一致性,建立了2维Lennard-Jones系统中完整并自洽的一级相变图景。     

合成气在超临界流体及F-T重质烃中的扩散行为研究

对CO和H2在483K、3．5MPa条件下，在充满F－T合成产物（平均相对分子质量400）或超临界正戊烷的催化剂微孔内的扩散速率、孔内气体浓度分布以及催化剂的内表面利用率进行了模拟计算。结果表明合成气在F－T产物中的扩散速率比超临界介质中低得多，从而造成了气相反应中从催化剂孔中到孔内显著的合成气浓度梯度及催化剂内表面利用率的下降，从理论上解释了超临界条件下CO转化率和烃收率优于气相反应的原因。     

中江沙溪庙组致密砂岩气藏气水分布及主控因素

为明确中江沙溪庙组深源浅聚型致密砂岩气藏气水分布规律及主控因素,应用岩芯分析、测井、试气、生产、核磁共振和地层水化学分析等资料,对地层水的微观赋存状态、宏观分布规律及主控因素进行了研究。结果表明,中江沙溪庙组地层水矿化度为Ⅲ～Ⅴ类CaCl₂型地层水,地层水以束缚水和毛细管水的形式赋存于储层中,宏观上气水分布受断砂配置、局部构造和河道内部非均质性控制。断层既是天然气充注的基础,又是散失的通道,控制着气、水的宏观分布特征;近断层处天然气易散失,以气水同层为主。河道内部非均质性和局部构造共同控制气、水的局部分布特征,其中,河道内部发育的岩性(物性)封堵能阻止天然气向高部位断层处的运移和散失,并使得气水呈“香肠式”分布,构造低部位也可见气层发育。无岩性封堵河道气水呈“上气下水”分布模式,局部构造高部位为气层,构造相对低部位为水层或气水同层。     

煤层气开采中两相流阶段的流固耦合渗流

在考虑气溶于水的情况下,建立了煤层气开采过程中的气、水两相流阶段的渗流场与煤岩体变形场以及物性参数间耦合作用的多相流体流固耦合渗流模型,通过将岩土质点的位移分量引入到渗流场、渗流场中的孔隙流体压力引入到变形场、有效应力和孔隙流体压力引入到渗流物性参数中,实现了流固耦合间的相互作用。     

基于Langmuir公式的残余气预测方法

针对现场测试中残余气过低和需要快速获取含气量的情况,以残余气预测为重点,总结了现场残余气测试中存在的问题:(1)慢速解吸法测量低煤阶煤层含气量时,残余气量小可能导致常规方法无法获得结果或误差偏大;(2)快速解吸法测试煤层气含气量时,粉碎煤样测试残余气的方式可能造成少量煤层气的散失而使残余气结果偏低.分析了残余气比重的影响因素,以描述吸附过程Langmuir公式为依据,首次提出了用于残余气计算的曲线拟合法,通过与实测数据进行对比分析,认为该方法准确度较高、稳定性高,能够较准确得获得低含气量情况下的残余气,能有效提高现场含气量测试工作效率.     

CO2地下处置、煤层气开采及环境保护研究分析

将工业排放废气或空气注入煤层或废弃煤矿中,减少废气排放,提高煤层气回收率,预防煤矿瓦斯爆炸事故的发生是一项具有发展前景的新技术。通过对该技术国内外研究现状进行分析,提出今后需要攻关研究的内容:二重裂隙孔隙介质间质量交换关系;煤层顶底板岩石岩性对储层储存能力的影响;注入废气在井巷及在储层孔隙介质中的存在状态、运动规律和泄漏规律;顶底板岩层和裸露的巨大巷道围岩对废气的吸附净化数学模型;不同区域煤层气和注入气体间的置换流动物理数学模型。     

类铍离子1s~22s2p ~3P_(0,1)能级之间的磁偶极跃迁

用多组态Dirac-Fock和相对论组态相互作用的扩展优化能级方法,在计算中包含了Breit相互作用,真空极化,自能以及有限核质量修正,计算了核电荷数Z从6到80的类铍离子等电子序列的1s~22s2p ~3P_(0,1)的精细结构能级,磁偶极跃迁几率和振子强度.     

基于正三角形模型的发射药燃气生成规律

准确模拟发射药在膛内发生破碎后的燃气生成规律是发射安全性研究的关键与难点。运用离散单元法建立发射药离散单元力学模型,通过预设离散单元小球模型代表的正六棱柱几何模型,建立正三角形燃烧模型,推导燃烧函数;分别运用新建立的燃烧函数和传统形状函数对正常和破碎程度相同的发射药进行密闭爆发器燃气生成规律仿真对比研究,结果表明建立的燃烧函数能够精确计算发射药发生破碎引起的增面、增燃变化规律。研究结果在一定程度上解决了发射药在膛炸前发生局部随机破碎后燃气生成规律计算方法缺失问题,可应用于发射装药发射安全性研究领域。     

生物反应器填埋场气体压力下沉降的预测

为了研究生物反应器填埋场中气体压力对沉降的影响,把生物反应器填埋场简化为单向气体渗流场,结合Darcy定律、气体状态方程、有效应力原理和多孔介质流体动力学理论,并假定生物反应器填埋场渗滤液完全回灌,在气体质量守恒的基础上,根据气体消散期间垃圾场内和大气之间的气体压力与填埋场沉降之间的变化关系,建立生物反应器填埋场在气体压力作用下沉降的数值模型.运用有限差分法进行求解.实例分析表明:该模型能够较好地预测生物反应器填埋场的沉降.     

ALR中表面活性物质对氧气液传质影响

在气升式内环流反应实验装置中，添加乙醇和乙酸异戊酯作为表面活性物质考察了氧的气液传质性能．结果表明，在纯水和添加表面活性物质的情况下，较大气速范围内，氧的气液体积传质系数随气速提高而增加．添加表面活性物质可强化气液传质．两种物质的浓度对体积传质系数也有一定影响，且其影响在气速较高的情况下更为显著．提出乙醇分子在界面形成单分子层从而形成电荷分布的观点，并以此观点对乙醇影响氧的气液传质性能进行了分析，同时对添加乙酸异戊酯时体积传质系数出现峰值的情况进行了讨论．