水平岩层软弱基座危岩体演化过程研究

以重庆市甄子岩29号危岩体为研究对象，基于现场调查和分析解剖，建立UDEC离散元数值计算模型，对其演化变形过程进行模拟分析。研究表明，在巨大的自重作用下，由于基座岩体岩质软，岩体较破碎，且基座外侧为直立的陡崖，具有完整的临空面，从而使基座岩体易发生压缩流变及剪切流变，进而使危岩体存在滑移垮塌的危险。     

裸眼井中扩张式封隔器力学行为研究

封隔器在石油天然气开采中起着非常重要的作用,而扩张式封隔器在裸眼井中广泛应用。本文采用有限元软件建立了裸眼封隔器与地层的模型,对胶筒在坐封过程中与井壁接触应力的变化进行了研究,并研究了在不同摩擦系数下接触压力的变化,结果表明,建立粗糙井壁面能够更加符合实际情况,胶筒肩部为应力集中的区域,地层与胶筒的接触应力会随着摩擦系数的增加而减小。研究结果为裸眼扩张式封隔器的设计和改进提供了理论依据。     

亲子乐园空调送风方式的数值模拟研究

大型综合室内亲子乐园属于高大空间,设有游乐设施和游戏的特殊性使得对空间的舒适性要求一致,但是送风气流遇阻严重,室内存在较多气流死角,影响室内空气质量和儿童健康。因此其空调设计不仅需要考虑温度、风速的空间均匀度,还要考虑各点的空气龄和PMV-PPD指标。以天津某亲子乐园为研究对象,利用scSTREAM软件对适用于该房间的辐射供冷加新风、置换通风、混合通风三种空调方式的送风效果进行数值模拟分析,从流场的均匀性、人员的热舒适性等方面对模拟结果进行探讨,研究结果表明辐射供冷加新风方式的空间均匀性和PMV指标最佳,混合通风方式的空气龄最小。     

Hierarchical electromagnetic absorption in micro-waveguide stuffed with magnetic media for resin-based composites of graphene nanosheets and manganese oxides

Waveguide configurations of hierarchical system are proposed as new microstructures for composites in absorbing enhancement. Supercritical fluid (SCF) one-pot exfoliation of layered graphite and manganese oxide mixing materials is developed to obtain a hierarchical system, containing graphene nanosheets (GNS) and exfoliated manganese oxides (EMO) in different sizes. Composites with GNS–EMO embedded in epoxy resin matrix are produced for a design of dielectric and magnetic loss integrated absorber. Volume fraction of GNS–EMO in composites is given for an optimal quantity of resin epoxy in fixation and formation. The effect of mixing ratios between electric and magnetic components is provided for the design of dielectric and magnetic loss integrated absorbers. Frequency shifting phenomena are revealed in the component adjusting course. Excluding the offsetting sizes, reflection loss of composites is enhanced as thickness increases. Synergistic effect of electric and magnetic coordinated materials demonstrates the superiority of micro-waveguide structures in GNS–EMO composite absorber.     

Modeling the effect of deep traps on the capacitance–voltage characteristics of p-type Si-doped GaAs Schottky diodes grown on high index GaAs substrates

Numerical simulation, using SILVACO-TCAD, is carried out to explain experimentally observed effects of different types of deep levels on the capacitance–voltage characteristics of p-type Si-doped GaAs Schottky diodes grown on high index GaAs substrates. Two diodes were grown on (311)A and (211)A oriented GaAs substrates using Molecular Beam Epitaxy (MBE). Although, deep levels were observed in both structures, the measured capacitance–voltage characteristics show a negative differential capacitance (NDC) for the (311)A diodes, while the (211)A devices display a usual behaviour. The NDC is related to the nature and spatial distribution of the deep levels, which are characterized by the Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS) technique. In the (311)A structure only majority deep levels (hole traps) were observed while both majority and minority deep levels were present in the (211)A diodes. The simulation, which calculates the capacitance–voltage characteristics in the absence and presence of different types of deep levels, agrees well with the experimentally observed behaviour.     

埋地管道泄漏内封堵装置设计与研究

针对流体输送埋地管道泄漏问题,设计了一种利用管道机器人携带封堵气囊进行快速应急封堵修复的埋地管道泄漏内封堵装置。采用矩阵变换方法建立了牵引系统驱动轮过弯方程,利用MATLAB软件对过弯方程进行了验证,同时利用ADAMS软件仿真分析过弯路径与驱动轮转角对牵引系统行走速度的影响。研究结果表明:由两个串联封堵器组成的应急封堵系统可满足复杂工况下的管道泄漏封堵要求;牵引系统驱动轮在弯管内部行走时,单轮速度呈周期性变化,但三个驱动轮整体周期运动特性一致;驱动轮转角在25°~40°时,牵引系统行走速度与驱动轮转角成正比,且转角为30°时驱动效果最好。该内封堵装置的结构设计可为管道泄漏应急封堵领域装备的研发提供重要参考。     

储层泥浆侵入深度预测方法研究

泥浆侵入半径的确定尚缺乏严格的验证标准.以油水两相渗流理论和离子扩散方程为基础,结合储集层特点,研究了不同储层参数下泥浆滤液对地层的侵入特性.数值模拟侵入时间选取10 d和20 d.数值模拟结果表明,侵入半径在渗透率不变的情况下随孔隙度的增大而减小,在孔隙度不变的情况下随渗透率的增大而增大;当渗透率和孔隙度都发生变化时,泥浆侵入半径一般随孔隙度的增加呈幂函数增加.依据这种关系对测井资料约束处理,得到的泥浆侵入半径较客观地反映了地层的真实情况.     

基于进化算法的常减压装置模拟

提出了基于优选优生进化算法（Select—best and prepotency evolution algorithm，SPEA）的常减压装置模拟方法。以各塔的温度分布为目标，基于生产过程和分析数据，采用SPEA确定各塔板Murphree效率，从而精确描述各塔板平衡偏离程度。在实际应用中，获得具有良好精度的常减压装置模型。系统分析了SPEA算法的关键参数——优选领域大小与计算复杂性及寻优性能之间的关系，结果显示其取值为群体规模的10％最为合适。     

燃气管网动态仿真的研究及应用

研究和了解燃气在管道中的流动，是进行燃气管网系统优化和提高管网输运系统安全性的前提和基础。以流体力学三大守恒方程为基础，建立了等温和非等温条件下的燃气管网稳态和动态仿真理论模型。以有限差分法为基础，得到了上述模型的求解方法，并加入了耗散项，提高了求解方法的稳定性。通过增加初始点和延长出口点的方法，简化了模型的求解。通过在北京六环天然气管网中的初步应用，分别得到了与实际值综合相对误差为1.21％和2.62％的压力和流量仿真值，从而验证了模型及求解方法的可靠性。