大型海上工程中的关键力学问题

大型海上工程中的关键力学问题ＭａｉｎＰｒｏｂｌｅｍｓｏｎＭｅｃｈａｎｉｃｓｉｎＬａｒｇｅ－ｓｃａｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｎｔｈｅＳｅａ￥／／邱大洪（大连理工大学，教授大连１１６２０３）能源是我国国民经济发展的战略重点，石油、天然气是我国重要的能源...     

页岩气藏开发中的关键力学问题

简要概述了页岩气资源和开发现状,基于页岩储层的微纳尺度孔隙结构特征、力学特点以及开采方式,系统论述了页岩气开发中的多尺度、多物理场流动动力学的过程与机制,归纳凝练出页岩气微纳尺度流动、页岩人工压裂的裂缝扩展以及分段压裂水平井缝网宏观流动等方面是亟需解决的关键前沿力学问题,并针对各前沿关键力学问题综述了研究进展和发展趋势,为促进我国能源发展尤其是页岩气的科学、有效开发具有重要的意义．     

深层油气藏开发中的关键力学问题

我国油气资源的分布格局表明:浅层和中浅层的勘探开发程度较高,但深层和超深层探明程度仍很低,是我国今后增储上产的主要阵地.三高环境(高温、高压和高应力)是其主要特点,也是勘探开发面临的难题.目前,关于深层油气藏的研究仍局限于油气成藏动力学,亟需开展深层油气藏开采中的关键力学问题研究.对此,本文首先概述了深层油气资源和开发现状,随后基于深部地层的高温度、高压力、高地应力储层特征,系统论述了深层油气开发中的多物理场耦合流动动力学的过程与机制,归纳凝练出深层岩石力学特性、深层人工压裂的弹塑性裂缝扩展以及深层油气藏热流固耦合渗流等方面是亟需解决的关键前沿力学问题,并针对各前沿关键力学问题综述了研究进展和发展趋势,对促进我国深层油气资源的高效开发具有一定的指导意义.     

风能开发利用中的关键力学问题·编者按

正我国经济进入新常态.调结构、转方式,大力开发风能、发展低碳绿色经济势在必行.我国风能发展经历初期建设、示范工程阶段,实现了跨越式发展.到2015年底,我国风力机装机容量超过1.293亿千瓦,稳居世界首位;发电1863亿度,拥有10个以上整机制造厂,发展潜力很大.为使我国通过创新驱动实现从风能大国提升为风能强国的目标,必须解决面临的关键科学技术问题.为此,我们在中国科学院学部战略咨询研究的基础上,组织     

压水堆材料与结构中的关键力学问题

积极发展核电是保持我国能源安全的重大战略.核材料在高温、辐照和化学腐蚀环境下的力学性能及其退化决定着关键核结构和核设备的性能及寿命,进而决定了整个反应堆及核电厂的经济性与安全性.由于尚未完全掌握核材料和核结构在复杂环境下的力学行为特性,目前仍难以定量地回答涉及反应堆设计、建造、运行、维护以及退役等阶段的诸多问题.为对其中的关键力学问题进行梳理,本文首先从原理上介绍了辐照效应,然后以主流的压水堆为研究对象,按承受辐照作用和化学作用从强到弱的顺序,依次介绍核燃料、反应堆堆内构件以及反应堆安全壳等关键核结构在设计和性能分析方面的研究现状以及面临的挑战.为便于应用和参考,对燃料材料的本构模型、结构材料的应力腐蚀模型、流固耦合问题的数值求解方法以及核电设备强度评估准则等典型结果进行了归纳和总结.最后对压水堆实施全生命周期管理亟需突破的难题进行了总结.在数值模拟方面需要突破的瓶颈是核材料力学行为的多尺度模拟方法,在实验研究方面需要突破的瓶颈是新型、高效的辐照实验技术.     

ETER超导磁体设计与制备中的若干关键力学问题

超导磁体是目前正在研制和建造中的大型新能源装置即国际热核聚变实验堆（ITER）的核心部件,主要用于约束等离子体在有限环状空间内的流动,其力学研究直接涉及磁体结构安全性以及等离子体的稳定运行时间．我国承担着ITER超导磁体制备的任务包并取得成效,但由于磁体设计和制造涉及材料科学、力学、电磁学等多学科的交叉,同时也涉及超导复合线缆绕制与测试分析等一系列关键性技术问题,目前这一领域的研究不管是国内还是国外尚远未满足越来越多的大型超导科学装置的需求．本文主要介绍了ITER超导磁体从CICC导体的复杂制备到运行过程中所涉及的力学、超导物理等相互耦合作用的基础理论与实验研究方面的国内外现状以及存在的主要问题,其中也简要介绍了兰州大学电磁固体力学研究组在超导电磁系统相关方面的部分研究进展与成果等．     

核能领域关键力学问题专题·编者按

<正>在全球能源紧缺的背景下,核能作为一种清洁、可持续、能大规模应用的能源,势必成为未来几十年最有发展前景的新能源之一.我国《核电中长期发展规划(2011–2020年)》和《能源发展战略行动计划(2014–2020年)》明确指出要安全高效发展核电,提高核电在能源供应中的比重.另一方面,我国核电站大多分布在粤港澳大湾区等沿海经济发达、人口密集区,一旦发生类似2011年日本福岛核事故,将对我国能源战略、社会安全和核能"走出去"造成难以弥补的影响.因此,安全高效地发展核电对于我国能源安全和经济安全具有重要的战略意义.     

步行中的力学问题

基础教育课程改革的最终目标是全面实施素质教育,全面提高学生的实践能力和创新能力,全面提高学生应用所学知识分析问题和解决实际问题的能力。课堂教学是实施素质教育的主渠道,如何在课堂教学中巧妙引导学生应用所学知识分析学生身边的较为熟悉的问题,从而提高学生的分析问题和解决问题的能力,是每个教师竭力探索的     

非惯性系中的力学问题

本文阐述了牛顿第二定律的适用条件，讨论了惯性力以及在非惯性系中如何应用牛顿第二定律．     

三峡工程中的力学问题

简要介绍三峡工程建设概况,对三峡工程中所涉及到的水力学及河流动力学、土力学及岩石力学、结构力学、爆破力学等主要力学问题进行综述．     

临近空间太阳能飞行器关键基础力学问题研究

本文针对低Re数空气动力学和大展弦比低翼载飞行动力学这两个影响临近空间太阳能飞行器成败的核心基础力学问题开展了研究分析.结果表明:数值和风洞试验结果均很好地捕获了随Re数下降升阻比快速下降的趋势,分析其产生机理在于随Re数下降一方面摩擦阻力系数增加,但起主导作用的是层流分离造成压差阻力大幅增加和升力系数下降,从而使气动效率大幅恶化;发现了后缘层流分离泡这种新的流动结构,由此阐明了低Re数条件下气动特性所具有的非线性效应,其根本原因在于层流分离涡结构的突变;发现了临近空间太阳能飞行器运动响应新的模式,研究表明造成其运动响应异常最为根本的原因在于其低翼载和大展弦比气动布局与飞行动力学之间的耦合效应.     

台球运动中的力学问题

本文运用碰撞，刚体平面平行运动等理论具体分析了台球运动中，杆球与靶球的碰撞问题；由于击球部位不同，杆球的运动状态有何区别；如何确定台球桌面内侧垫边的高度等问题，以期调动学生的学习兴趣，帮助学生掌握相关的知识，加深对理论的理解，提高了台球运动水平。     

海上风电工程结构与地基的关键力学问题

作为一种新型清洁能源,海上风力发电受到人们的广泛关注,近十年发展迅猛．海上风电结构既不同于陆上风电结构,也区别于传统的海洋平台,既要考虑风对风机、塔架的作用,也要考虑波、浪、流、冰对水下支撑结构和地基的作用,还要考虑高倾覆力矩作用下地基的变形和承载力．然而,与之相关的水动力学、土力学、结构动力学及流．固一土耦合力学等的现有理论,还远不能满足工程设计和建设的需求,亟待发展．本文在阐述海上风电工程发展现状、结构形式与特征的基础上,重点阐述有关海上风电结构（包括固定式和浮式）的耦合水动力载荷与响应、地基的动力响应与承载特性的研究发展趋势,从水动力学、土力学和结构动力学的角度,凝练其中亟待开展深入研究的关键科学问题,包括：近海复杂海洋环境条件、海上风机系统的耦合水动力载荷、支撑结构和地基的动力响应等,并据此提出近期研究的发展方向,为从事海上风电工程研究和建设的科技人员提供参考．     

台球运动中的力学问题

本文运用碰撞．刚体平面平行运动等理论具体分析了台球运动中，杆球与靶球的碰撞问题；由于击球部位不同，杆球的运动状态有何区别；如何确定台球桌面内侧垫边的高度等问题，以期调动学生的学习兴趣，帮助学生掌握相关的知识，加深对理论的理解，提高嵦ㄇ蛟硕     

建筑抗震中的力学问题

本文主要介绍的是我国建筑抗震中的力学问题及人们的研究方法,从古代地震的历史记录谈起,介绍了古人对抗震的感性认识及到近现代人们对地震破坏的理性认识和人们对地震的研究方法,最后重点介绍了现行建筑抗震设计中的力学设计方法。     

采煤工程中的力学问题

引言煤是我国当前的主要能源,年产量居世界第三。因此,力学面向生产建设,与工程技术相结合,采煤工程应是其中的一个重要方面。本文拟对采煤工程中的三大力学问题作一情况分析。这三大力学问题是: 1.采场矿压及顶板稳定性问题; 2.无煤柱护巷的受力分析问题; 3.煤与瓦斯突出的力学机理问题。     

多塔斜拉桥力学特性及其关键力学参数研究

采用有限元分析理论,应用三维有限元分析软件ANSYS,建立3～6塔主跨跨径为1 400 m的多塔斜拉桥有限元分析模型,分析了典型工况下4种方案的内力和变形,研究了索塔数对多塔斜拉桥静力特性、动力特性和静力稳定性的影响特点,探讨了索塔数对多塔斜拉桥活载挠度、塔顶纵向位移等关键力学参数的影响规律.分析结果表明：索塔数由3塔增至6塔时,塔根弯矩最大增大47.1%,主梁弯矩最大增大39.9%,边塔塔顶位移增加15%,一阶弹性稳定系数最大下降8.3%,颤振稳定性指数最大增加4.3%;主梁边跨竖向挠度比中间跨大11%左右,且中间跨挠度相近;索塔数对索塔受力影响显著.     

微商在力学问题中的妙用

深刻理解微商的概念,在力学问题的求解中帮助很大。本文运用导数是微分之商的概念,将分子分母同乘以一个微分量,使之与分母组成导数,转变成某个力学量,如dv/dt=dv/dt-dx/dx=dx/dt dv/dx=v dv/dx。采用这种方法可以把力学问题大大简化,是解决问题的一种技巧。     

冲击加载结构中的力学问题

本文述及了冲击加载结构中的若干重要论题:包括材料动态本构关系、应力波的传播、结构动力响应、冲击屈曲、动态断裂等。评论了这些领域的研究现状和发展前景。     

页岩油气水力压裂的关键力学问题和数值计算方法

 论述了水力压裂过程中裂缝面内压力引起的岩石变形、裂缝的起裂和扩展、裂缝内流体的流动和流固耦合等关键力学问题,综述了用于模拟水力压裂的有限元法、扩展有限元法、边界元法、离散元法及其他相关数值计算方法的基本原理、研究进展和发展趋势,分析了各方法的优点及适用性。