人体行走静电带电模型与实验研究

静电及其放电对电子产品的安全性和可靠性有重要影响,人体静电是电子产品生产和使用环节重要的静电危害源之一.为掌握人体行走过程中的静电带电规律和影响因素,提出一种考虑了双脚和身体对地电容的、改进的人体行走静电带电理论模型.通过不同条件下的人体行走动态电位测试实验,对模型进行了验证.结果表明:对于踏步过程,当人体对地电阻大于100MΩ时,实验与理论模型计算结果相当吻合;当人体对地电阻较小或者环境湿度较高时,实验结果除在电位最低点与理论计算有较大差别外,其他时刻一致性较好,并据此对带电方程进行了修正;人体行走时抬脚高度越高,最大电位值越大,但超过一定高度后,最大电位值基本不变,理论与实测结果一致.     

黏土膨胀储层伤害数值模拟研究

在钻、完井或注水过程中，水基工作液的引入可能导致储层中黏土矿物膨胀而造成储层伤害。关于黏土膨胀储层伤害的研究较多，而对其时间空间变化规律的数值研究相对较少。基于渗透水化和水分子的菲克扩散建立了黏土膨胀储层伤害的数学模型，模拟了井筒周围储层无因次渗透率的时空演变特征，并由此计算了其表皮系数随时间的变化情况。结果表明，黏土膨胀伤害具有早期迅速增加、中晚期缓慢增加直至停止的特点，主要的损害量由早期贡献。储层某点的渗透率降低程度有限，但伤害在空间上的延伸范围较远，可以达到几米的量级，造成明显的伤害效果。总结来看，基于简化的数学模型，定量模拟了井筒周围黏土膨胀伤害的空间分布特征与其随时间变化特点，实现了单因素储层伤害的时空动态模拟，对矿场实践有一定的参考价值。      

煤体瓦斯初期扩散简化模型

针对目前瓦斯扩散理论模型和经验公式的有限适用范围,在假设煤粒瓦斯初期扩散系数近似恒定的基础上,根据球坐标系表示的Fick第二定律,建立了含瓦斯煤初期扩散模型,运用数学物理方法推导出了其解析解,并进行实验验证。     

深水油区多油田组合开发及产量接替优化

对由多个油田组成的海外深水开发项目区块，高效开发的关键是针对不同油田的特点，统筹规划不同油田投产次序和产量接替的组合方式，实现有效开发时间内的整个开发项目的最大收益。文中基于深水油田特点及开发要求，通过3个方面的研究来实现深水油区不同油田组合的储量动用及产量接替优化。一是建立深水油田储量分级评价标准，并利用数学综合评价方法确定不同油田的储量等级；二是通过分析深水油田产量运行主控因素，建立不同等级储量的关键开发指标预测模型，可作为不同油田组合开发下产量运行计算的基础；三是建立满足不同限制条件、开发效益最大的数学模型，并利用过程控制理论进行计算，优化得到不同储量等级油田的组合方式和逐次动用程序。将本文方法应用在XF深水油区的开发部署中，基于油田实际数据，进行了不同条件下、多个油田储量动用及产量接替方式的计算，优化结果符合实际开发需求，提高了深水油田开发决策的科学性。     

负压下甲烷浓度非线性压力补偿模型

煤矿井下瓦斯抽采管道内的气体压力一般为负压,红外甲烷浓度传感器的测量原理决定了其在负压环境工作时,测值与真值的误差较大。为提高测量精度,在实验室开展了40~90 k Pa(绝对压力)不同负压环境下的甲烷浓度测量试验,并根据试验数据建立了适用于负压环境的非线性分段压力补偿模型。     

基于相对尺度B/D的隧道建设对近接桥梁施工的影响研究

为研究相对尺度B/D(基础宽度与隧道宽度之比)的隧道建设对近接桥梁施工的影响,采用了数学模型法对其进行研究,分别对相对尺度B/D为0.9、0.6、0.3情况下的影响等值分界线进行绘制,分析得出相对尺度与影响区域的关系,并确定等值分界线为抛物线。随后,根据相对尺度B/D与抛物线表达式系数的拟合关系确定出系数a、b与B/D的表达式。最后,解出通用影响区域边界曲线,以确定任意相对尺度下隧道建设对近接桥梁施工的影响。     

基于惩罚函数法车辆冷却风扇数值优化设计

冷却风扇是发动机正常散热的重要保证,同时也是耗能单元,在满足散热模块对风量、风压要求的前提下,降低冷却风扇对发动机的能量消耗。针对车辆用冷却风扇相关性能参数进行分析,根据结构特点建立数学模型,参考设计空间尺寸和其他参数要求,设定优化设计的目标函数和约束条件,基于惩罚函数法对冷却风扇进行结构优化设计。基于冷却风扇风洞试验和发动机冷却系统台架试验,对比优化前后冷却风扇的性能差异。结果可知,冷却风扇的能耗降低,而效率提高,散热效果基本不变;优化设计达到提高效率降低功耗的目的,风扇效率提高约6%,静压变化小于1%,可认为基本无变化;发动机台架试验表明应用该优化设计方法后,冷却风散与发动机匹配性良好,散热效果达到优化前设计要求;可以在保证风量风压要求的前提下,通过优化风扇相关性能参数,降低冷却风扇自身能耗。     

煤泥粒度组成对浮选效果的影响

采取内蒙古乌海某选煤厂煤样,在小筛分试验基础上,采用方开泰的22水平5因素设计表对各粒度级配比煤样进行浮选试验。根据精煤产率、灰分、可燃体回收率、浮选完善指标对浮选效果进行评价,分析了不同粒度级对浮选效果的影响。运用偏最小二乘回归方程对精煤产率、精煤灰分进行建模,预测了最佳浮选效果时的煤泥粒度组成。     

基于储层物性时变的稠油底水油藏高含水期精细挖潜技术

现有稠油底水油藏水锥变化计算公式均未考虑由于长期大液量冲刷引起的储层物性变化，导致计算出的水驱波及体积偏大。为了准确描述高含水阶段水锥和水脊的变化规律及剩余油分布，考虑了长期大液量冲刷下储层物性的变化，运用等值渗流阻力法对波及区内外储层渗透率进行了等效表征，建立了考虑物性时变的稠油底水油藏水锥、水脊变化数学模型。分析可知，储层物性时变对水锥的影响十分显著，相同水锥宽度下，考虑物性时变的数学模型计算的波及高度较不考虑该因素的现有公式的计算值要小46.3%。将考虑物性时变的数学模型的计算结果与邻井测井解释结果对比，相对误差仅5.3%。根据渤海Q油田现有井距条件下利用考虑物性时变的稠油底水油藏水锥、水脊的接触关系，总结出了该油田3种井间剩余油分布模式，并针对不同模式给出了相应的挖潜措施。矿场先导试验证实了基于储层物性时变的稠油底水油藏高含水期精细挖潜技术的可靠性、有效性，为稠油底水油藏高含水阶段挖潜剩余油提供了技术支持。