基于均匀化理论的页岩基质流固耦合尺度升级

页岩基质通常由微尺度的有机质和无机质组成,由于这两种介质的力学性质差异较大,且气体在两者中的赋存方式和流动机制均不相同,要准确刻画气体在页岩基质中的流固耦合过程,需针对两种介质建立不同的微尺度模型,但由于计算效率问题,微尺度模型无法直接用于宏观模拟.基于均匀化理论建立一种页岩基质流固耦合尺度升级方法,将微尺度上有机质和...     

基于均匀化理论的一维固结问题研究

根据均匀化理论推导了张量形式的等效宏观模量和细观应变分布张量,进而推导了非均质的各向同性线弹性土体的固结方程。最后就某一典型一维固结问题对该固结方程进行了计算,其结论与用Biot固结方程、TT法（太沙基总应力法）所得结果一致,从而验证了该方法的有效性。     

基于均匀化理论的拓扑优化算法研究

在研究均匀化理论和拓扑优化理论基础上，推导了复合材料的均匀化求解方程，并将均匀化理论应用于拓扑优化中，推导了基于均匀化理论的二维拓扑优化求解算法。     

改进的小波均匀化多尺度算法

通过加入解的逐层修正过程完成了对常规小波多尺度方法的改进,并将改进后的方法应用于具有快速周期变化系数的一维椭圆型方程的数值求解。数值结果表明:与传统的有限差分法相比,改进的小波多尺度方法既保持了较高的计算精度,又大大减少了计算时间;与常规的小波多尺度方法相比,改进的小波多尺度方法则进一步提高了计算精度。     

基于均匀化理论的针织物拉伸形变有限元模拟

针对针织物形变规律问题,以纬平针织物为研究对象,通过均匀化理论建立宏细观线弹性数学模型,确定针织物的周期性边界条件及载荷边界条件,采用数值模拟方法对织物等效弹性刚度求解,并结合有限元方法计算两种纬平针织物在双向拉伸下的应力应变响应值。与试验数据相比,当织物拉伸的应变小于5%时,基于均匀化理论的方法可准确模拟形变的应力应变关系,而当应变超过15%时,该模拟方法存在一定误差,但误差均可控制在9.7%之内。     

基于Cosserat弹性理论的直接均匀化方法

运用细观力学中的直接均匀化方法研究了具有周期微结构的非均匀材料的均匀化问题,得到了基于Cosserat理论的直接均匀化方法,并对具有周期微结构的非均匀材料的平面问题进行了研究,研究结果验证了均匀化方法的正确性.     

基于均匀化理论的复合材料热膨胀系数预测方法

建立了基于均匀化理论的复合材料热膨胀系数预测方法。给出了预测热膨胀系数的细观均匀化问题的形式及其有限元求解过程。利用该方法预测了空心材料和单向纤维复合材料的热膨胀系数。所得结果与理论分析结果和实验值吻合较好，说明该方法是可靠的。     

结构损伤多尺度描述及其均匀化算法

为了解局部细节含细观缺陷结构在劣化初期的力学行为,建立了结构损伤在细、宏观尺度下的分析模型.基于均匀化方法和连续损伤力学框架,提出了一个可实现跨越细、宏观尺度结构损伤演化过程分析的均匀化算法.算例分析说明了所提出的结构损伤多尺度描述及其算法的可行性和必要性.研究结果表明:考虑结构中含细观缺陷部位的细观损伤描述和所建立的结构损伤多尺度算法,可对结构实现跨细、宏观尺度的应力、应变、损伤等力学量的同时获取,从而能够同时获得结构局部的细观损伤状态、演化过程及其对结构宏观应力应变响应与失效的影响.随着局部细观损伤的发展将导致构件整体力学性能的下降,这种考虑由于结构自身固有特点存在易损部位的结构损伤多尺度分析,对于正确认识结构的损伤失效行为是非常必要的.     

求解多尺度抛物型方程的均匀化方法

建立了多尺度抛物型方程的均匀化方法。基于均匀化理论,推导出多尺度抛物型方程相关的均匀化等式,然后用数值方法进行求解。数值结果表明：均匀化方法比传统的有限差分法有效,既大大地节省了计算量,又保持了较高的精度。     

基于页岩油藏多尺度非线性渗流的数值模型研究

通过构建嵌入式离散裂缝模型(EDFM)研究了多重介质非线性渗流下的页岩储层水平井生产动态,对页岩储层中复杂的水力裂缝、次生裂缝以及天然裂缝系统进行了显式表征,对储层不同尺度渗流通道中的运动控制方程进行了修正。在此基础上,量化分析了启动压力梯度因素对低渗储层非线性流中产量的影响,提高了模型应用的真实性,为裂缝型油藏的数值模拟方法提供了新的思路。     

基于均匀化理论的混凝土等效弹性模量的数值模拟

在细观尺度上,混凝土可被视为由水泥砂浆基质、粗骨料和两者之间的黏结界面组成的三相复合材料。基于上述假设,根据均匀化理论,对胞元模型分别施加三种情况的边界条件和初始载荷,计算出了混凝土的等效弹性模量。结果表明,混凝土各相材料力学性能及体积分数的确定非常关键,尤其是界面相。由均匀化理论的有限元方法得到的数值计算结果与实验结果较为符合,能够准确地反映出周期性结构的宏观等效弹性性质。     

一种基于均匀化理论的拓扑优化准则法

推导了用于拓扑优化的准则法,给出了基于均匀化理论的拓扑优化迭代分析流程;编制了基于均匀化理论的二维拓扑优化程序,通过二维数值算例验证了算法的正确性和有效性。     

基于均匀化理论的两种网孔材料力学性能的比较

主要研究了网孔材料的力学性能。在均匀化理论的基础上,通过有限元软件ABAQUS计算了蜂窝孔材料和密排圆孔材料的等效弹性参数随实体率的变化规律,并提出两种网孔材料力学性能的比较分析。研究表明:当实体率相同时,密排圆形网孔的等效弹性模量和等效切变模量均大于蜂窝网孔。研究成果对工程实践中推广使用密排圆孔材料具有很大的价值。     

基于均匀化理论的水合物沉积物修正Duncan-Chang本构模型

为了精确地描述水合物沉积物在外荷载作用下的变形,首先,基于Mori-Tanaka均匀化理论提出一种水合物沉积物等效弹性参数的有效预测方法;其次,考虑水合物胶结对沉积物侧向应变的影响,采用岩土复合体理论建立水合物沉积物的修正Duncan-Chang本构模型;最后,探讨模型参数对材料的宏观本构响应的影响,并将模型预测结果与...     

基于透明土技术的非饱和均匀流运移机理分析

为刻画降雨入渗下土壤内部非饱和均匀流的运移特征,借助透明土试验技术开展室内模型试验,利用黑白参考点像素强度校正自由入渗透明土像素强度,并建立归一化像素强度与饱和度的函数关系,分析不同边界条件下透明土非饱和均匀入渗的特征.研究表明：可用像素强度表征非饱和透明土饱和度,模拟非饱和透明土均匀入渗过程;开放式系统排气顺利,封闭式系统入渗过程受气体阻碍,其饱和度约为开放式系统的0.8倍,湿润锋到达潜水层边界后出现饱和锋,饱和度略小于开放式系统;通气条件下湿润锋经过时孔压从0kPa逐渐上升,封气条件下流体入渗时孔压从0kPa开始上升;入渗率和累计入渗量随初始含油率的增大而减小,随输油强度的减小而减小.     

页岩储层多尺度渗流实验及数学模型研究

页岩储层中存在纳米孔隙、微米孔隙、微裂隙和裂缝等多尺度孔隙结构。为了认识页岩储层的多尺度渗流规律,采集涪陵龙马溪组页岩岩样,利用改进的实验装置,开展了吸附/解吸、应力敏感和扩散等实验。实验结果表明:吸附/解吸基本符合兰格缪尔方程;渗透率与有效应力符合指数函数关系;扩散系数随温度的升高而增大,符合Fick扩散定律。基于渗流力学理论分析了页岩储层的多尺度渗流机理,认为页岩气在基质中的流动包括由压力差所引起的渗流、浓度差引起的扩散以及由于压力降低而引起的页岩气解吸,裂缝中的流动为压力差引起的渗流。基于实验及理论分析,建立了页岩储层多尺度综合渗流数学模型,为页岩气井渗流规律研究、产能评价及生产动态分析奠定基础。     

土壤溶质运移边界层理论的研究

为有效地预测和控制污染物对土壤和地下水体的污染，溶质在土壤中的运移研究越来越受到人们的关注、利用边界层理论，可推求出溶质在土壤中浓度时空分布的显示解析表达式，这种显示表达式便于溶质运移参数的获得。溶质锋面位置的测定是利用边界层确定参数的关键所在，研究结果表明，时域反射仪可以作为溶质锋面的探测手段、边界层方法在室内和田间都是一种可行的确定运移参数的方法，具有广泛的应用前景。     

多孔介质中溶质运移的尺度问题

本文简述了多孔介质中的溶质运移的尺度效应,引起尺度效应的主要原因;尺度效应的分类;尺度效应的分形特征及其国内研究现状及展望。     

基于GVC理论的我国中小企业集群升级研究

发展中国家的中小企业集群凭借禀赋优势,通过承接发达国家企业转移出来的生产制造等价值环节,主动嵌入到全球价值链以创造更多价值,其在价值链的位置与价值分配权力成正向关系。为了实现中小企业集群在全球价值链中向高端环节跃升的愿景,就要考虑升级路径的设计,价值链治理模式、嵌入价值链集群的产业类别以及企业集群自身优势等对中小企业集群选择升级路径产生重要影响。竞争优势的培育实际上是中小企业集群实现嵌链式升级的驱动力的培育。     

基于注意力机制的多尺度仪表检测

为实现复杂场景下多尺度仪表检测,提出了一种基于注意力机制的视频多尺度仪表检测算法。首先,利用基于空间注意力机制的特征提取网络,建模特征的长距离依赖,增强特征的表达能力;其次,提出了一种自适应特征选择模块（Adaptive Feature Selection Module, AFSM）,对不同阶段的特征图进行权重调整,增强网络对多尺度目标的检测能力。在自建的仪表数据集上进行了实验。实验结果表明,相比较原来的Faster RCNN方法,所提出方法的检测精度提高了7.6%;与对比方法相比,检测精度也能达到95.4%。在对实际仪表监测视频的测试中,检测结果以及速度能够满足实际需要。所提方法通过改进特征提取网络和特征选择操作,增强了特征表达能力,有效降低了虚警,提升了网络对多尺度目标的检测性能。