高产气井油管柱双重非线性流致振动模型研究

针对高产气井流体流动诱发油管柱振动引起的破坏问题,采用微元法、能量法结合哈密顿变分原理建立油管柱纵横向耦合非线性流致振动模型,基于弹塑性体接触碰撞理论,建立油套管非线性接触碰撞模型,并将其引入流致振动模型中,得到高产气井油管柱双重非线性流致振动模型。采用有限元法和Newmark-β法求解油管柱的双重非线性流致振动模型,与文献的实验数据和只考虑接触碰撞单非线性模型计算结果对比,验证了本文所建立的油管柱流致振动模型的正确性和优越性。根据现场高产气井参数,采用相似原理,开展了气井油管柱流致振动模拟试验,测得油管柱振动响应数据,与理论模型计算结果对比,再次验证了油管柱双重非线性流致振动模型的正确性。所建立的非线性流致振动模型可为高产气井油管柱安全设计提供有效的分析工具。     

基于CT扫描的花岗岩残积土3D大孔隙定量表征及流动模拟全文替换

为深入理解含大孔隙土体内部水分运移机理,本文基于计算机断层扫描(CT)与图像处理技术,构建了含大孔隙(>0.15 mm)的三维(3D)等效孔隙网络模型(PNM),并确定了最优代表性体积单元(REV)的尺寸为300×300×300体素,最后进行了大孔隙空间拓扑结构特征定量表征、PNM单相流动及3D大孔隙水-气两相流动模拟.研究结果表明,孔径较小的孔隙数量较多,超过80%的大孔隙孔径集中在0.15～1.00 mm.孔隙拓扑空间结构差异性较大,配位数主要集中在20以内,但部分可达60以上.孔隙平均配位数在3～7之间,平均连通孔隙半径>2 mm.单相流仿真表明,孔隙结构的复杂程度与CT扫描分辨率,共同导致模拟渗透率与测试结果出现一定差异,但主渗流方向误差仅为3.81%.两相流仿真表明,渗流初期驱替前缘近乎呈直线状,随后呈指进状,之后直至结束,呈不规则状.孔隙残余气主要以块状分布于孔隙边、死角和孔喉突变部位.随渗流时间增加,水相饱和度呈上升趋势(气相饱和度呈下降趋势),之后逐渐趋于稳定状态,最终水相和残余气相饱和度分别趋于94.92%和5.08%.该研究能较好地揭示重构土的细观渗流机...     

2008年汶川8.0级特大地震孕育和发生的多单元组合模式

2008年5月12日四川省汶川县境内发生8.0级特大地震. 这次逆冲型地震发生在大陆内部的高角度逆冲断裂之上, 与有历史记载以来所发生的逆冲型特大地震是不同的. 通过对汶川地震的地表破裂、震源机制、余震定位、地震破裂过程、同震地壳形变、强地面运动等的综合研究, 认为汶川特大地震的孕育和发生是3个地质单元共同作用的结果. 川西高原作为变形单元震前发生长期持续的变形, 并且将变形转换为积累在龙门山断裂带的应力; 龙门山断裂带作为闭锁单元震前变形缓慢但积累很大的应力, 当其超过断裂的摩擦强度或岩体的破裂强度时就突发破裂, 形成地震, 释放出巨大的能量; 四川盆地作为支撑单元对川西高原和龙门山的向东运动产生阻挡, 是汶川地震孕育不可缺少的元素. 汶川地震的孕育和发生可以用多单元组合模型来理解.     

接触单元分析黏钢加固的界面应力研究

文章通过采用ANSYS中面-面接触单元对黏钢加固梁和双向板进行数值模拟,得到的黏钢加固梁的界面应力分布和解析解进行对比以及黏钢加固双向板的弯矩、剪力分布和差分解进行对比,其结果均较吻合;有限元结果表明应力在黏结层变化很大,对沿着黏结剂和混凝土交界面的应力和沿着钢板和黏结剂交界面应力并不相同,在混凝土界面的应力远大于钢板界面的应力,而所有的解析解都假设沿黏结层厚度方向应力均匀分布,因而无法得到黏接层和钢板界面应力分布.     

无资料小水库影响下的中型水库入库洪水模拟

为研究小水库蓄泄作用对中型水库入库洪水过程的影响,以分布式新安江模型为基础,将子流域单元内的小水库聚合为一个虚拟水库对模型汇流结构进行改造。以安徽省重点中型水库——东方红水库为例,采用不考虑小水库影响的分布式新安江模型对2014—2017年共14场发生在汛初、汛中和汛末的洪水进行模拟,结果显示,模型能够较好地模拟汛中比较大的场次洪水,对于汛末洪水的模拟效果稍差。选择发生在汛末的2015090420号和2017070101号洪水,采用考虑小水库影响的分布式新安江模型模拟上游五里源和高堨水库蓄泄对东方红入库洪水的影响,对比分析模拟结果可知,子单元流域面积内加入虚拟水库的新安江模型,在径流深、洪峰和纳什效率系数方面模拟结果均优于新安江模型,径流深相对误差分别降低了23.2%、18.4%,洪峰相对误差分别降低了52.2%、53.5%,纳什效率系数提高了0.92、0.42。     

高速道岔曲尖轨疲劳裂纹成因分析

根据高速铁路18号单开道岔的基本轨-曲尖轨设计廓形和实测廓形数据,采用车辆-道岔动力学模型,分析了列车逆向-侧向过岔时轮载位置的转移、基本轨和尖轨上的接触斑法向应力和疲劳裂纹指数,提出了高速道岔曲尖轨疲劳裂纹形成的原因。研究发现:高速道岔基本轨和尖轨实测廓形显示尖轨降低值存在不足,使得同一转向架1、2位轮对的外轮轮载转移分别过早和过快,且随着车轮和钢轨廓形磨耗,这种情况进一步恶化。由此造成曲尖轨受到较大的法向接触应力,特别是1位轮对的外轮对曲尖轨轨肩和轨距角疲劳裂纹的形成贡献度最大。曲尖轨最早出现裂纹的区域在其顶宽20～50mm范围内。     

一种完全图上的多阶段传染病模型

经典接触过程是一种建立在n个点的完全图C_n上的相互作用粒子系统模型.这是一个具有状态空间■的连续时间马尔可夫过程,探究的是图上以一定速率传播的两阶段疾病的存活情况.然而模型中的粒子可能不止有"健康"和"全感染"两种状态.为此,考虑传播速率为■的多阶段传染病模型,研究其在长时间效应下未来趋势的变化.探索λ的相变临界值λ_c(λ_c>0),使得当λ>λ_c时,传染病在指数时间■内以高概率存活;当λ<λ_c时,传染病在对数时间Clnn内以高概率灭绝.     

无人机与车辆协助下的分布式多任务边缘计算卸载算法

为满足密集分布用户的服务质量和体验质量,建立了车辆和无人机协助下的多接入边缘计算卸载模型,车辆、无人机和路边单元作为边缘节点,将不同的计算任务按需卸载到不同类型的边缘节点进行处理.设计了基于分布式匹配-贪婪算法的终端用户任务卸载方案以最小化系统功耗,并研究了用户数量和延迟容忍对卸载方案的影响.仿真结果表明:该方案在满足...     

间隙球铰接触区域快速检索及磨损问题高效求解方法

针对多体系统中间隙球铰接触磨损计算效率低的问题,提出一种基于查找表的间隙球铰接触区域检索和磨损预测方法。将球铰接触界面离散化,并将离散点的几何位置、运动参数及磨损信息存储为查找表;任一瞬时球铰内接触探测可通过检索查找表的方式来实现,避免逐点计算空间距离的复杂性;采用修正的赫兹接触模型求解微间隙球面共形接触问题,相对有限元方法有较高计算效率,并可获得较精确的应力分布;在统一计算模型下实现多体力学与接触磨损分析的有效集成。含间隙球铰的空间连杆机构动力学与磨损耦合分析结果表明:曲柄105转磨损周期内,球铰磨损区域基本位于纬度-30°～80°之间,在经度方向的磨损区域随时间而逐渐扩展;总计算耗时为83min,较有限元接触磨损分析具有更高的计算效率。     

考虑微凸体基体变形和相互作用的结合面法向接触刚度模型

针对以经典Greenwood-Willamson(GW)统计模型为基础建立的结合面法向接触刚度计算模型忽略微凸体基体变形和相互作用而导致的结合面刚度计算值增大的问题,建立了一种综合考虑微凸体基体变形和相互作用的结合面法向接触刚度模型。该模型以GW统计模型计算刚度的方法为基础,根据经典赫兹接触理论和弹性理论,在微凸体的总变形量中引入单个微凸体受法向载荷作用时基体的变形函数和周围区域的变形函数,采用不动点迭代法先后推导出单独考虑微凸体基体变形或相互作用时结合面法向接触载荷和刚度的表达式。对两种变形函数进行叠加给出了含微凸体基体变形和相互作用的结合面法向载荷和刚度的表达式,进而建立了结合面法向接触刚度模型。与GW统计模型进行了对比,仿真结果表明:考虑微凸体基体变形或相互作用的结合面法向接触刚度小于GW统计模型的法向接触刚度,在微凸体高度标准偏差为0.05μm时,最小结合面平均分离距离下考虑基体变形后结合面法向接触刚度下降9.8%,考虑微凸体相互作用后结合面法向接触刚度下降23.2%,此时微凸体相互作用比基体变形对系统的总刚度影响大。随着微凸体高度标准偏差的增大,前述两因素对结合面法向接触刚度...