中国大气田科学开发的内涵

大气田是指天然气探明地质储量超过300×10~8 m~3、天然气峰值年产量在10×10~8 m~3以上且具有一定稳产期的气田。其是中国天然气储产量快速增长和未来长期稳定发展的重要基础,也是保障我国供气安全的关键。通过对国内外260余个大气田开发实践的系统分析和典型气田的解剖模拟,综合研究了大气田科学开发的内涵、核心技术以及全生命周期指标体系。大气田科学开发的内涵包括:①提出以"识别水、控制水、治理水"为技术体系的天然气开发理念,即常规气田"控水开发"、非常规气田人工压裂"注水开发",根据气藏类型和气藏特征,确定合理的采气速度;②综合评价气田开发经济效益和社会效益,保障气田长期稳产;③根据气井生产特征和储层发育特征,选取适用的气田稳产方式;④依据对常规与非常规气藏不同开发阶段的精细描述、气藏开发特征和生产动态的监测,确定气田可采储量、气田水与人工注水开发规律、气田提高采收率技术对策、气田效益稳产期与发展战略。大气田科学开发的核心技术包括:规模优化技术、科学布井技术、均衡开采技术和深度挖潜技术。进而综合优选出产量、压降、采出程度、单位压降产量等多个参数作为评价大气田科学开发的关键指标,建立了高压、低渗透—致密、裂缝—孔隙型和页岩气等4类气藏的全生命周期指标体系。结论认为,该研究成果有助于指导不同类型大气田的科学开发,进一步促进我国天然气产业的快速发展。     

基于CFD-DEM方法的净化器流场模拟与结构优化

针对空气净化器能耗高的问题，使用离散元方法(DEM)在吸附滤网中建立随机堆积柱形活性炭模型，采用计算流体力学(CFD)方法对空气净化器内部流场进行数值模拟，在模拟与实验验证的基础上，考察了压降最小、流场最均匀的吸附滤网结构。结果表明，空气净化器压降主要发生在轴向，活性炭吸附滤网中回流、沟流现象严重，流体阻力是其他两种滤网的3倍。边数对多边形填充孔结构吸附滤网内压降与流场均匀性无影响，当孔结构改为圆形时，压降减小约52 Pa，节能18.4%(49 W)；当孔直径由8 mm增至12 mm，压降减小约48 Pa，节能19.4%(45 W)；滤网间距对空气净化器压降无影响，圆形、小孔径的吸附滤网内流场最均匀。     

Synthesis of Hierarchical 4H/fcc Ru Nanotubes for Highly Efficient Hydrogen Evolution in Alkaline Media

Hierarchical metal nanostructures containing 1D nanobuilding blocks have stimulated great interest due to their abundant active sites for catalysis. Herein, hierarchical 4H/face‐centered cubic (fcc) Ru nanotubes (NTs) are synthesized by a hard template‐mediated method, in which 4H/fcc Au nanowires (NWs) serve as sacrificial templates which are then etched by copper ions (Cu²⁺) in dimethylformamide. The obtained hierarchical 4H/fcc Ru NTs contain ultrathin Ru shells (5–9 atomic layers) and tiny Ru nanorods with length of 4.2 ± 1.1 nm and diameter of 2.2 ± 0.5 nm vertically decorated on the surface of Ru shells. As an electrocatalyst for the hydrogen evolution reaction in alkaline media, the hierarchical 4H/fcc Ru NTs exhibit excellent electrocatalytic performance, which is better than 4H/fcc Au‐Ru NWs, commercial Pt/C, Ru/C, and most of the reported electrocatalysts.     

大方坯结晶器电磁搅拌器结构优化

为改善连铸结晶器内钢液的流动状况，采用有限元法和有限容积法研究了大方坯结晶器电磁搅拌器结构对连铸结晶器内电磁场、流场和温度场分布的影响。结果表明，新型结晶器电磁搅拌器在400 A、3 Hz时产生的电磁力比传统结晶器电磁搅拌器在500 A、3 Hz时产生的电磁力更加均匀，对结晶器内钢液的扰动更强，可提高结晶器内的传热效率，有助于初始凝固坯壳和等轴晶的形成，改善方坯质量。     

覆岩结构类型与开采覆岩损害特征分析

煤层开采打破了上覆岩层原有的平衡,必然引起岩层的移动、破断,导致应力场和裂隙场的改变,工作面出现矿压显现。上覆岩层的岩性和组合结构对工作面开采覆岩损害特征分布影响显著,一般岩性越坚硬,上覆岩层应力集中程度越高,采动裂隙越发育,矿压显现也越明显;坚硬岩层尤其是关键层对覆岩的破断运动起控制作用,覆岩破断发展到一定层位后软弱岩层往往是抑制覆岩破断进一步向上发展的关键。当工作面上覆岩层同时存在远近场关键层时,近场关键层的周期性破断引起裂隙带范围内岩层的运动和工作面周期来压;而远场关键层的周期性破断导致地表裂缝或台阶下沉,工作面压力急剧上升,有时甚至导致煤矿动压灾害,尤其是远近场关键层同步破断时动力现象更明显。通过地面钻孔使远场关键层提前破断是防止此类动力灾害的关键。     

入口长度对旋转直通式迷宫气封流场及流场力的影响

迷宫密封的转子和定子部件之间的流场和流场力直接影响转子的振动和稳定性。为了深入了解迷宫密封的流场和流场力特性,选取旋转直通式迷宫气封为研究对象,利用稳态CFD分析方法,研究密封入口长度对旋转直通式迷宫气封泄漏、流场和流场力的影响。考虑和不考虑入口预旋的影响,计算不同入口长度的旋转直通式迷宫气封的泄漏量、流场速度流线、总压强分布、流体压力和流体黏滞力。结果表明:随着入口长度的增大,密封流场泄漏量先增加后减小,转子表面流体压力和流体黏滞力先增加后快速减小;入口长度影响着直通式迷宫气封流场力,存在一个特定的入口长度,使转子表面的流体压力和流体黏滞力最大;当考虑入口预旋时,泄漏量、流体压力和流体黏滞力均有所减小。     

γ辐照加工用新型工作模体设计研究

本文研究设计了一种用于获取γ辐照装置辐射场和货物剂量场真实分布的新型工作模体。基于真实γ辐照装置参数构建了有效可用的模拟辐射场，提出了新型工作模体的结构和填料设计方法。采用蒙特卡罗方法和随机填充方法（RCS）模拟计算剂量计套管材料与壁厚、填料小球尺寸、空心填料小球尺寸与壁厚、小球填充方式等影响模体剂量学性能的主要因素的分布规律。在满足计算置信度的前提下，参数优化取值范围为：套管采用壁厚为3~5 mm的铝管，对辐射场干扰不超过4.372 23%；填料选择外径为1~4 cm、壁厚为1.1~11.5 mm、材料等效性好、货物密度模拟范围为0.1~0.5 g/cm³的聚丙烯小球，对辐射场干扰不超过9.998 44%；均匀填充和随机填充模式对辐射场干扰基本持平，且均不超过10%。结果表明，当前设计可行有效，投入低、兼顾参数多且量程更宽，适合推广应用。     

某型发动机自反馈调节阀动态仿真分析

基于FLUENT软件提供的计算方法和物理模型，利用动网格技术及用户自定义函数（User-define Function，UDF），对发动机预燃室调节阀的自反馈调节过程进行动态数值模拟，并分析阻尼参数对调节效果的影响。结果表明：自反馈机构可实现对不同压力扰动的及时响应，具有稳定流量的效果，改变阻尼参数可对调节响应速度和流量稳定性进行优化，其中摩擦力对调节影响最显著。