水力空化改质对重质原油沥青质及性质的影响

利用水力空化过程产生局部的高温、高压、高射流以及强大的剪切力等极端化学物理条件改质处理沙特重质原油，试验结果表明：沙特重质原油经过水力空化改质后粘度由13.61降低至7.22mm2/s，残碳由7.16%降低至6.48%，实沸点蒸馏后减压渣油降低1个百分点。进一步采用APPI FT-IR MS、XRD、FT-IR、SEM和粒度分布等技术研究了水力空化改质对沙重原油分子组成，沥青质团聚体微晶结构、沥青质胶束粒径分布、沥青质官能团、沥青质形貌等方面的影响，从分子角度阐述空化改质重油的机理。研究结果表明：水力空化改质后沙重原油分子量分布、芳烃类化合物缔合作用变小；沥青质对低DBE化合物吸附性能降低；沥青质团聚体微晶结构更加松散；沥青质胶束粒度分布降低；沥青质分子相互团聚作用力减弱。进一步考察了水力空化改质前后减压渣油延迟焦化性能，改质处理后焦炭产率降低1.85个百分点，液体收率和气体产率分别增加1.52和0.33个百分点，水力空化改质对沥青质性质、结构特点的改善能够有效的提高其加工性能。     

导管架平台上部组块双船拆除

为研究复杂海域环境中海洋平台双船拆除方法的安全性与可操作性,采用水动力数值计算与水池模型试验相结合的方法进行研究。将双船水动力耦合计算与水池模型试验进行对比,在相对理想海况下,结合与实际工况接近的规则波作用,进行驳船水动力性能变化与运动响应的幅值分析。在受力分析方面,对甲板耦合装置进行改良设计,对比试验数据与数值计算数据,得到受力在合理范围内的结论。研究内容为实际施工的合理性提出一定的指导性意见。     

一维—二维耦合的水库下游地区洪水演进数学模型及应用

针对水库下游地区河道洪水与漫堤洪水模拟需求,建立了一维—二维耦合的洪水演进数学模型。一维模型采用Pressimann格式离散求解,二维模型采用能够适应复杂几何形状和多种流态的Osher格式求解,一维—二维连接处采用堰流公式实现水流交互。应用该模型模拟白溪流域2015年"苏迪罗"台风实际洪水,可得到洪水在计算区域的演进过程和淹没情况。对比模拟结果与实际情况可知,该模型计算合理、准确,计算结果可为防汛部门防洪预案制定、防汛调度决策提供技术支撑。     

水槽中闸门瞬时溃决时上下游水深及流量特性试验研究

鉴于研究水库溃坝时溃坝波传播过程及流量变化规律对大坝安全管理具有十分重要的意义,特做了30组工况下的平底无阻力矩形水槽瞬时溃坝模型试验。结果表明,瞬时溃坝后下游无水时的溃坝波呈反"S"型向下游演进,下游有水时会有相对稳定的激波区产生;渐进流区水力特性仅受初始上游水深影响,而激波区水力特性除受上游水深影响外,还受初始下游水深比的影响,随着下游水深的增大,所涌起的激波区范围越广水深越大,但溃坝流量越小。研究结果为大坝或水闸设计及其安全管理提供了参考依据。     

二层沟槽织构对机床导轨表面润滑特性的影响

通过构建二层沟槽织构模型，仿真研究沟槽织构表面的流体动力效应。结果表明：沟槽容积相同时，与单层沟槽相比，二层沟槽的平均油膜压力可以达到单层沟槽的2.31倍；保持二层沟槽的量纲一总深度[β]1、第一层沟槽量纲一宽度[α]1不变时，随着第二层量纲一深度[β]2的增大，平均油膜压力先增大后减小，[β]2为4.4时，平均油膜压力达到最大值；第二层沟槽的量纲一宽度[α]2从0.25增大到0.45时，沟槽内的旋涡区也随之增大，平均油膜压力逐渐减小。     

基于正交试验的非对称垂直轴水轮机数值模拟

运用正交试验法开展了具有非对称NACA翼型的垂直轴潮流能水轮机的非定常数值模拟研究,分析弯度、弯度位置、前缘半径、最大厚度位置对叶轮能量提取率的影响。使用极差分析法确定了各因素影响的主次顺序和各尖速比下由最优参数确定的翼型。结果表明:在不同尖速比下,弯度是影响水轮机性能的主导因素,对水轮机能量提取率的贡献率分别为44.7%(尖速比λ=2.25)、53.4%(尖速比λ=2.5)和59.4%(尖速比λ=2.75);次要因素为最大厚度所在位置,其余两个参数对其性能影响较小。针对最优参数确定的翼型进行验证,结果证实具有该翼型的水轮机的动力学性能要好于其他翼型。     

袁河新泉乡段梯级溢流堰水动力模拟及侵蚀分析

为了分析梯级溢流堰对袁河新泉乡段河道行洪及河床抗冲的影响,优化河道治理工程中溢流堰布置,建立了将拦河溢流堰作为闭边界条件的二维水动力数值模型,采用非结构化网格的有限体积法,对比分析了十年一遇洪水情况下梯级溢流堰建设前后河道水动力、河道水位、流场沿程变化特征,讨论了溢流堰布置对河道防洪及冲刷的影响。结果表明,在十年一遇洪水情况下溢流堰会抬升河道水位,平均增加0.49 m,满足河道行洪要求;梯级溢流堰使河道整体形成人工“阶梯深潭”体系,河道流速在空间上发生明显的异质性,堰上流速下降幅度较堰下流速大;水流发生急流与缓流之间交替,水流紊动强烈,加剧了水流能量损失,有效降低流速,减轻了河道冲刷,有利于稳定河岸结构。     

新型阶梯式浅吃水单立柱浮式风机平台水动力分析

常规的单立柱式(Spar)风力发电机平台,在水深较浅区域工作时,结构本身受吃水限制,工作效果较差。常规Spar重心较低,具有良好的稳定性,但是由于它往往具有超过100 m的吃水,因此使其不能应用于中近海域(水深小于100 m)。可设计研究一种适用于中国东海不超过100 m水深的中近海域新型浮式风机平台以解决此问题。针对NREL 5MW风机能应用于100 m水深的情况,对50 m吃水的新型Spar(SJTU-S4)及其系泊系统进行了概念设计研究。利用商业软件建立水动力模型,进行数值仿真,同时设计缩比模型试验,在上海交通大学海洋工程国家重点实验室(SKLOE)进行水动力性能测试。结果表明,本文研究的新阶梯式浅吃水单立柱浮式风机平台在100 m水深、多种海洋波浪环境下,通过试验和仿真验证,能够具有良好的运动响应,为风机提供较好的工作条件。     

基于热弹流模型的柴油机连杆小头轴承润滑研究

以某直列6缸柴油机为研究对象,建立活塞销-连杆-曲柄销柔性多体动力学分析模型。基于热弹性流体动力学(TEHD)润滑和微凸峰接触理论,建立连杆小头轴承的TEHD模型,分析了热负荷影响下轴承间隙和表面粗糙度对润滑性的影响规律。研究结果表明:计及热负荷影响,轴承最大油膜压力增加7.5%,最小油膜厚度降低8.1%,摩擦功耗增加10.1%,粗糙峰接触增加6.0%,轴承产生温升现象,最大温升为20.1℃;轴承间隙增加,轴承最大油膜压力增幅提高50%,最小油膜厚度减幅保持不变;表面粗糙度增加,轴承最大油膜压力增幅提高50%,最小油膜厚度减幅缩小55%。该热弹流模型研究方法为动力机械热负荷条件下摩擦副失效机理分析提供了一种可行的途径,研究结果对摩擦副滑动轴承加工精度制定具有一定的指导作用。