基于云概率密度分布估计的大坝监测数据分析

大坝运行监测易受自然环境和监测条件影响，存在时间和空间上的变异性，监测数据具有不确定性。以云理论的随机性和不确定性分析方法为基础，并与空间数据辐射思想相结合，建立了云滴概率密度分布估计模型，然后导出云概率密度分布函数，依据样本监测数据推求母体空间数据的分布特征，并设计了基于逆向云算法云变换的计算程序。分析陆浑水库1979~1999年测压管监测数据和位移变形数据的云概率密度分布特征和云数字特征，得出了20 a来大坝的数据分布特征和运行状态。监测数据分析结果表明，云概率密度分布估计不仅能有效合理地分析大坝的运行状态，而且能够依据云数字特征来判断监测状态和监测环境的异常变化。      

析湿工况下翅片管式换热器表面粉尘沉积过程的数值模型

空调器采用翅片管式换热器作为蒸发器，在制冷工况下换热器表面发生析湿及粉尘沉积，导致性能衰减。建立湿翅片表面粉尘颗粒物沉积过程的数学模型，模拟冷凝水捕集颗粒物以及湿积灰层黏附颗粒物的过程。被冷凝水捕集的颗粒物数量等于运动轨迹与水表面轮廓会出现相交的入射颗粒物的数量；后续的入射颗粒物与湿积灰层碰撞时，部分入射颗粒物会发生沉积且部分被碰撞的已沉积湿颗粒物会发生移除，这两部分的颗粒物数量相减即为被湿积灰层黏附的颗粒物数量。模拟与实验结果的对比表明，预测的湿积灰层形状与实验照片的吻合度较好，预测的单位面积颗粒物沉积质量与91%的实验数据之间的误差在±20%之间，平均误差为11.8%。     

狭缝节流空气静压轴承局部气膜流场的直接数值模拟

采用3阶精度的迎风格式及2阶精度的中心差分格式,直接求解二维非定常N-S方程组,研究狭缝节流空气静压轴承压降恢复之后区域的流场特性。使用雷诺方程计算相同位置气膜中心处的流场状态,并与直接数值模拟方法的计算结果进行对比。结果表明:雷诺方程与N-S方程在计算域内计算结果基本一致,两者压力偏差为0.173%,速度偏差为1.217%;流场压力、密度沿气流方向逐渐减小,但在气膜方向几乎不变;流场速度、压力梯度沿气流方向逐渐增加,速度在流场出口处达到最大值;直接数值模拟方法得到了流场的温度变化,即整个流场的温度变化很小,温度整体呈上下高、中心低的分布,而雷诺方程无法计算得出整个流场的温度变化情况;采用雷诺方程计算轴承压降恢复之后区域的流场是合理的。     

基于最小维修的石化安全设备区间截尾寿命数据分析

在石化安全关键设备寿命截尾数据的可靠性评估过程中，为避免传统可靠性评估方法未考虑维修对故障间隔时间的影响，以及中值填充法误差较大的缺点，本文提出了一种逆变换区间截尾数据填充方法。首先，在可修系统基于最小维修的假设下，通过非齐次泊松过程描述系统的故障趋势，利用逆变换填充得到监测区间的缺失数据；随后根据蒙特卡罗期望最大化算法，获得填充数据的参数估计值。通过蜡油加氢装置紧急泄压阀的案例分析，该算法能够很好地融合已有数据，得到的形状参数估计值偏差与中值填充法相比缩小4%以上，从而验证了该算法的有效性；这有助于安全关键设备的定量化完整性管理，保障石化装置平稳运行。     

对荷载规范中旋转壳顶的风载体型系数的研究

采用CFD数值模拟方法,研究了旋转壳顶在不同矢跨比、长宽比等参数影响下的风压分布特性,并得到风载体型系数,对现行风荷载规范作了一定的补充。     

离心泵并联运行工况点的数值求解

建立了求解多台不同型号离心泵并联运行工况点的数学模型,给出了用数值计算中的“二分法”求解该模型的方法,并附有用Exce l计算的实例。     

HEGF中CO井筒流动及扩散规律研究

目前,高能气体压裂广泛的应用于低渗透油气田,可以有效清除近井地带由于钻井、射孔和各种措施造成的污染和堵塞,达到油气井增产、注水井增注的目的。但最近一些低渗透油气田却出现了频繁的CO气体中毒事件,给油田及员工带来巨大的损失。针对这一现象,运用现场数据以及物理模拟和数学模拟方法首次通过对CO气体流动、扩散等的综合研究,建立了CO井筒流动及大气扩散模型。同时,也考察了井筒压力、气油比、风速、气体泄放速率、大气稳定度等主要因素对CO气体扩散的影响。通过现场实例计算,证实模型具有较高的准确性。此项工作的完成为建立监控系统提供基础技术依据,同时对合理、有效的开发油气田以及煤层气的开发将具有重要的实际意义。     

Efficient Low Dissipative High Order Schemes for Multiscale MHD Flows, II: Minimization of ∇·B Numerical Error

An adaptive numerical dissipation control in a class of high order filter methods for compressible MHD equations is systematically discussed. The filter schemes consist of a divergence-free preserving high order spatial base scheme with a filter approach which can be divergence-free preserving depending on the type of filter operator being used, the method of applying the filter step, and the type of flow problem to be considered. Some of these filter variants provide a natural and efficient way for the minimization of the divergence of the magnetic field (∇·B) numerical error in the sense that commonly used divergence cleaning is not required. Numerical experiments presented emphasize the performance of the ∇·B numerical error. Many levels of grid refinement and detailed comparison of the filter methods with several commonly used compressible MHD shock-capturing schemes will be illustratedA condensed version appears in the Proceedings of the International Conference on High Performance Scientific Computing, March 10-14, 2003, Hanoi, Vietnam. This is a revised version of a longer internal report, Feb. 19, 2004. The longer internal report was published as a RIACS Technical Report TR03.10, July 2003, NASA Ames Research Center     

PDC钻头水力结构优化设计研究

在PDC钻头工作过程中，钻井液对钻头体表面的冲洗、冷却和润滑是保证钻头正常工作的一个非常重要的条件。对PDC钻头而言，水力结构（主要是中心水眼和冠部水道）设计的重要性尤其突出。以前,对钻头水力系统研究只能通过实验的方法进行,研究周期长、成本高、结构调整不方便，而数值模拟的方法在几年前还不成熟，甚至静态的复杂结构流场问题基本无法解决。为此，在提出PDC钻头水力结构优化设计原则的基础上，对PDC钻头的三维流场进行了数值模拟。模拟中考虑了钻头的喷嘴布置位置、直径、数量以及切削齿对流场的影响。计算结果表明，原设计在喷嘴布置位置和喷射角度上存在不足，以此为基础进行了水力结构的优化设计。文中的研究成果成功地应用在新型钻头水力结构的设计中，研究方法为PDC钻头水力结构优化分析奠定了理论基础。