高温高盐油藏化学驱数值模拟技术进展

针对高温高盐油藏，胜利油田近年来先后研发了非均相体系、乳液表面活性剂体系等新型驱油体系，其驱油机理与传统化学驱油体系有明显的区别，现有商业化数值模拟软件无法有效表征，而自研数值模拟软件存在运算速度慢、难以支撑大规模矿场应用等难题。依托自主知识产权的化学驱数值模拟软件SLCHEM，在室内实验与机理研究基础上，建立了基于粘弹性颗粒孔喉通过系数的非均相复合驱数学模型以及表征乳液表面活性剂乳化增粘特征的数学模型，实现了相应的模拟功能，开展了室内试验的拟合与矿场模型应用，验证了模型的合理性和准确性；综合应用顺序全隐式快速求解算法、并行解法及交替方向解法，实现了百万级规模模型的快速计算。通过概念模型进行了计算效率测试，在网格数100×10⁴、井数116口、生产历史5a条件下，计算速度为2.9h。室内实验验证与矿场实际应用表明，与商业化软件相比，改造后的SLCHEM软件能够实现对新型驱油体系室内实验结果与矿场动态指标的准确拟合，可为化学驱方案优化与动态分析提供有效的技术支持。     

多维性能极限状态随机性及相关性研究

同时考虑性能极限状态随机性及相关性,提出结构系统多维易损性评估方法。开展增量动力分析获取极限状态阈值样本,构造多维性能极限状态方程,创新地提出二维性能极限状态带确定结构失效域,借助区间估计确定某一置信水平下极限状态带上、下界,利用相关系数定量描述极限状态相关程度。开展非线性动力时程分析获取需求参数,建立结构多维概率地震需求模型,以桥梁系统为例计算多维易损性置信区间,开展易损性敏感性分析。结果表明性能极限状态带可较好解决极限状态随机性问题,多维易损性区间长度随极限状态带置信度的下降而变窄;随着极限状态相关系数的增加,极限状态相关性变弱,易损性评估结果偏小,产生非保守估计,不利于结构风险控制。     

基于增量理论的板材轴对称成形直接积分解法

对一般轴对称曲面零件成形，在平面应力假设和增量理论等条件下，以初始构形为参考构形，采用参数分析方法，得到了等效应变增量的微分方程。由于该微分方程包含了等效应变增量和等效应变增量的一阶导数项，一般情况下，等效应变增量的一阶导数以隐函数的形式存在，难以采用理论方法进行求解，因此，将等效应变增量的一阶导数表示成其自身、等效应变增量以及参变量的函数，根据泰勒级数展开式和积分的定义给出了逐步积分解法，可用于求解轴对称胀形、翻边、拉深等板材成形问题。以圆筒形件和圆锥形件的拉深成形为例，采用增量理论，将总变形分成若干个增量步，逐步加载，跟踪变形质点，累加应变，求解得到了法兰区和凹模圆角区等的应变分布。对分别采用比例加载条件、增量理论计算得到的结果与实验值进行了比较，结果表明，采用增量理论得到的结果更接近实验值。     

Bulging in incremental sheet forming of cold bonded multi-layered Cu clad sheet: Influence of forming conditions and bending

Bulge is a defect that causes geometrical inaccuracy and premature failure in the innovative incremental sheet forming (ISF) process. This study has two-fold objectives: (1) knowing the bulging behavior of a Cu clad tri-layered steel sheet as a function of forming conditions, and (2) analyzing the bending effect on bulging in an attempt to identify the associated mechanism. A series of ISF tests and bending analysis are performed to realize these objectives. From the cause-effect analysis, it is found that bulge formation in the layered sheet is sensitive to forming conditions in a way that bulging can be minimized utilizing annealed material and performing ISF with larger tool diameter and step size. The bending under tension analysis reveals that the formation of bulge is an outgrowth of bending moment that the forming tool applies on the sheet during ISF. Furthermore, the magnitude of bending moment depending upon the forming conditions varies from 0.046 to 10.24 N·m/m and causes a corresponding change in the mean bulge height from 0.07 to 0.91 mm. The bending moment governs bulging in layered sheet through a linear law. These findings lead to a conclusion that the bulge defect can be overcome by controlling the bending moment and the formula proposed can be helpful in this regards.     

基于功能参数的渐进成形件表面质量表征研究

目的 以圆锥台成形件为例，基于粗糙表面的区域支承率曲线，进行了用功能参数表征表面几何形貌的研究，以全面、准确、定量地表征渐进成形件的表面质量，预测表面性能。方法 用渐进成形工艺加工成形角分别为35°、45°和55°的圆锥台件，将各圆锥台的成形面分为顶部、中部和底部三个区域，并使用三维表面轮廓仪，在上述三个区域中随机测量各4个样本。根据ISO 25178-2:2012，将各样本表面的区域支承率曲线分为峰区、核心区和谷区，选用部分功能参数——核心区高度Sk、峰区材料体积Vmp、核心区材料体积Vmc和谷区空隙体积Vvv表征表面，并与常用的高度表征参数——Sa、Sq、Ssk和Sku进行比较。结果 成形件表面的Ssk和Sku的计算值极不稳定，变异系数（标准偏差与均值之比）最高值分别可达127.67%和39.11%，Sa、Sq的最大变异系数分别为4.41%和4.26%，虽然它们的参数计算值较为稳定，但常无法体现表面形貌的实际差异。功能参数独立表征不同功能区，Sk和Vmc的最大变异系数分别为9.32%和7.73%，说明同一表面各处，在长期工作阶段具有较为一致的表面性能，Vmp和Vvv的最大变异系数分别为60.53%和31.25%，说明表面各处峰、谷区的形貌有所不同，因而在磨合时间、磨粒存储等方面会有不同的表现。结论 粗糙表面的三维本质要求用三维表征参数才能全面表征其几何形貌。高度参数虽然计算简单，但常难以解读它们的物理意义，无法定量评价表面性能；功能参数具有明确的物理意义，可为表征表面质量、预测表面性能提供定量、实用的方法。     

铝电解关键指标预测方法的研究与应用

为维持铝电解生产的持续性，保证电解槽的物耗稳定和能耗稳定，通过对铝厂数据的挖掘与建模，提出一整套维持电解槽稳定的策略方法，并用于指导实际生产。首先为数据去噪，针对铝厂数据分布特征未知的特点，提出一种无参自适应的模糊聚类方法，通过迭代自适应得到类簇个数和簇中心；根据聚类结果，将铝厂数据按实际意义标签化，提出一种基于距离的连续属性朴素贝叶斯算法，对分类器使用增量思想，使算法动态分类准确率得到提高；应用单槽测试集数据，通过累积法完成当天各指标等级趋势的预测，确定各指标下变量相对于前一天的变化量，完成预测。实验发现，预测模型可完成铝电解关键指标的预测；提出的聚类、分类算法在UCI数据及铝厂数据上表现良好。     

A time integration algorithm for a 3D constitutive model for SMAs including permanent inelasticity and degradation effects

Components based on shape‐memory alloys are often subjected to several loading cycles that result in substantial alteration of material behavior. In such a framework, accurate models, as well as robust and efficient numerical approaches, become essential to allow for the simulation of complex devices. The present paper focuses on the numerical simulation of quasi‐static problems involving shape‐memory alloy structures or components subjected to multiple loading‐unloading cycles. A novel state‐update procedure for a three‐dimensional phenomenological model able to describe the saturation of permanent inelasticity, including degradation effects, is proposed here. The algorithm, being of the predictor‐corrector type and relying on an incremental energy minimization approach, is based on elastic checks, closed‐form solutions of polynomial equations, and nonlinear scalar equations solved through a combination of Newton‐Raphson and bisection methods. This allows for an easy implementation of model equations and to avoid the use of regularization parameters for the treatment of nonsmooth functions. Numerical results assess the good performances of the proposed approach in predicting both pseudoelastic and shape‐memory material behavior under cyclic loading as well as algorithm robustness.     

形式或解题—两个中小型建筑设计体会

从两个中小型建筑设计实例简析了两种不同设计过程:一是将设计视为艺术形式的创作;二是设计即解题。本文认为解题的设计观更利于提高大量中小型建筑的设计水平。