水平井转向压裂用暂堵球运移封堵规律研究

常规压裂优先沟通高渗透层,对增产改造极其重要的低渗透层很难产生作用。针对这种现状,转向压裂技术应运而生。为了探讨水平井转向压裂用暂堵球运移封堵规律,采用数值模拟的方法,利用统计学规律,考虑暂堵球密度、液体黏度及泵送排量等参数,得到暂堵球在水平段内的运移轨迹,以及对不同位置孔眼的封堵效率。研究结果表明:在水平段射孔孔眼的封堵过程中,暂堵球密度与流体密度相同时,其封堵效率达到90%;延长暂堵球的投放时间间隔,有助于暂堵球从射孔段尾部逐渐向前封堵;随着流体黏度的增大,暂堵球对孔眼的封堵效率先降低后增加,泵送液体的黏度在施工要求范围内应尽量高,但排量高于6 m~3/min时,封堵效率提升不明显。研究结论可为优化暂堵球转向压裂施工参数提供参考。     

基于改进灰色-多元回归组合预测模型的燃煤电厂智慧水务研究

以某燃煤电厂水务系统为研究对象，对机组运行参数和水量历史数据进行筛选和关联性分析，根据前期水平衡测试结果，结合响应面分析验证，发现机组负荷、蒸发损失系数、浓缩倍率和循环水温升这四个因素能够对全厂供水量产生关键性影响。基于灰色理论和多元非线性回归分析，分别建立各因素的灰色预测模型GM(1, 1)，再将灰色模型预测值作为自变量输入到多元非线性回归方程中，得到了改进灰色-多元非线性回归组合的供水量预测模型，其模型拟合度R²为0.913且与真实值的平均相对误差为6.9%左右，实现了灰色模型和回归模型优势互补，有效地预测该电厂供水量未来变化；而供水量预测是智慧水务建设的关键所在，是水务管理和智能调度的主要依据，也是实现供水管网漏损和仪表故障报警的重要途径。     

全透明高压反应釜甲烷水合物动力学实验

水合物的生长和分解规律对开发海洋天然气水合物资源，实现深水天然气水合物气液固多相管道输送都具有重要意义。为了进一步揭示水合物的生长和分解特性，本文采用高压全透明反应釜装置，进行了温度0～30℃、压力3.35～8.16MPa和搅拌速率200～1000r/min范围内的16组甲烷水合物生长和分解动力学实验研究。结果表明：实验过程可分为水合物诱导期、快速生长期、缓慢生长期以及分解期这4个阶段。在水合物快速生长阶段，获得了温度、压力、搅拌电机扭矩和水合物生长速率随时间的变化规律，观察到了水合物颗粒的均相和非均相分布状态。通过加热促使水合物分解，揭示了分解阶段温度、压力和分解速率等关键参数的变化规律以及水合物块的分解形态。分析表明，水合物颗粒的分布状态与水合物浆液的流动性直接相关；水合物块的静态分解过程受到分解气传质控制。     

考虑流固耦合的管道机器人冲击环焊缝过程动力学建模与分析

以管道机器人（Pipeline inspection gauge，PIG）为载体的内检测技术是保障油气管道安全运输的重要手段。针对管内高压流体作用下，管道机器人在冲击管内环焊缝过程中产生的动力学行为突变问题。建立了管道周向受限空间中基于Kelvin弹簧阻尼的管道机器人密封盘等效动力学模型，结合管道机器人本体建立了多体系管道机器人动力学模型；详细推导了管道机器人轴向振动微分方程，以及管内流体的流动方程；并使用Matlab/Simulink与Adams进行流固耦合仿真，作为重要的工艺参数之一，研究了管道机器人速度改变时，其在冲击环焊缝过程中的动力学响应情况。结果表明：所建立的密封盘及管道机器人动力学模型能够很好地表征密封盘在管道轴向、径向以及周向的力学特性；运行速度越快，管道机器人通过环焊缝引起的轴向振动越剧烈，冲击振动越明显；而垂向和俯仰振动现象随运动速度增大而显著减弱。     

基于实车状态的发动机均值模型研究

基于实车状态下发动机的测试运行参数，提出了一种改进发动机均值模型仿真精度的方法。首先基于五电机台架对实车搭载环境下的一款自然吸气发动机进行了性能测试，分别获得发动机水温、发动机转速、发动机缸内压力、进气道压力和温度、进气歧管压力和温度、燃油体积流量、发动机飞轮端扭矩、排气歧管压力和温度、排气歧管过量空气系数、三元催化后排气压力和温度等参数；然后运用Amesim/MATLAB软件联合仿真对发动机进行了基于实车搭载环境边界下的数值建模和模型标定。研究结果表明，标定后的发动机均值模型预测结果与实际测试结果最大差值可以控制在8%以内。     

压电精密驱动柔性微夹钳设计

为了实现对微纳尺度下物件的精密夹持,建立了柔性微夹钳系统。并对该系统柔性夹钳设计、运动学、动力学和控制方法等进行研究。首先,利用柔性铰链设计方法设计了柔性微夹钳,利用伪刚体法建立了机械的伪刚体模型。接着,以伪刚体模型法建立了系统的运动学模型,即机械放大比和输入刚度等数学模型。然后,利用拉格朗日方法建立了系统的动力学方程,得出系统的自然振动频率。最后,通过ANSYS有限元方法对系统建立的模型进行了仿真分析和验证,此外,利用PID控制算法对微夹钳系统进行实验控制。实验结果表明:跟踪控制结果误差为2.4%;放大比为9.12倍。基本满足微纳尺度下的微夹持工作,其工作精度可达微米级别甚至纳米级别,符合设计要求。     

朴素贝叶斯模型在驾驶员伤情预测中的应用

先进车辆事故自动呼救(Advanced Automatic Crash Notification,AACN)系统能在车辆发生碰撞事故时及时对驾驶员的受伤情况进行预测,有助于呼救中心做出早期判断并制定更加积极有效的救援方案。首先,选取速度变化量、碰撞方向、驾驶员年龄、驾驶员是否系安全带、驾驶员侧安全气囊是否打开、驾驶员性别作为造成驾驶员伤情的影响因素,利用道路事故数据分析构建贝叶斯网络模型;其次对现有数据进行离散分类处理,然后建立驾驶员伤情预测的算法;最后通过事故数据进行仿真并对所提出的算法的有效性进行验证。结果表明,所建立的驾驶员伤情预测算法的预测准确率较高,可应用于AACN系统向呼救中心传递事故信息。     

基于随机模型的动车组制动模块稳健优化设计

针对目前产品优化设计中未考虑设计变量随机性和灵敏度指数对产品质量特性的影响及优化求解效率低等问题，提出一种综合考虑灵敏度指数与质量损失函数的稳健优化设计方法。通过假设设计变量的分布类型，得到设计变量的概率分布特征，将设计变量对产品质量特性的灵敏度指数与质量损失函数加权整合，并以此作为优化目标，以设计变量的容差作为约束条件，构建随机稳健优化模型。通过扩大种群数目、改进控制参数及增加惩罚因子的方法对遗传算法进行改进，结合改进的遗传算法对优化模型进行求解，得到优化模型的全局稳健最优解。以某动车组制动模块为例，采用给出的方法对其进行稳健优化设计，验证该方法的有效性与合理性。优化结果表明，该方法能够实现动车组制动模块的稳健优化设计，提高了制动模块的抗干扰能力。     

橡塑往复密封性能参数数值求解流程与物理模型探讨

橡塑往复密封的密封寿命通常是通过膜厚、承载力、泄漏率、磨损率等参数以表征。为获取上述参数,佐治亚大学SALANT提出橡塑往复密封模型建立和数值计算求解流程。为更好地理解与应用该方法,从橡塑往复密封物理结构、数值求解流程、Reynolds方程建立、方程约束边界建立、GW接触模型建立、力载平衡等6个方面系统地分析其特点与不完备之处,并从6个方面探讨数值求解流程和数值模拟的修正方法;提出密封模型修正方法,给出修正后密封数值求解流程,使得计算结果更好地与实际工作性能相吻合,并能较好地揭示密封机制。