柱塞气举工艺在新疆油田的应用

柱塞气举排采工艺是一种依靠气井自身能量实现气井复产、稳产的有效排液采气工艺,可延长气井寿命,恢复气井产能,有利于实现气田高效开发。为在新疆油田成功应用柱塞气举工艺,文中从工艺选井和柱塞优选出发,在理论研究的基础上引入数据分析的方法,通过收集国内外柱塞气举成功应用井的参数,指导新疆油田的井、柱塞工具选择。应用此种方法指导选井共7井次,工艺成功率为100%,对新疆油田柱塞气举工艺的进一步推广具有重要意义。     

柱塞式调节阀壁面粗糙度对流量系数影响的数值模拟研究

以通径为50 mm的柱塞式调节阀为研究对象,通过改变壁面粗糙度,并通过CFD软件Ansys Fluent对仿真模型进行流量系数的稳态研究,得到了流量系数随相对开度和壁面粗糙度的变化关系。将数值仿真结果与理论结果和试验结果作对比,仿真结果与理论曲线的变化趋势一致,可以得出该阀门符合等百分比的流量特性;仿真结果与试验结果比较,发现在小开度和大开度时误差较大,整体上吻合度较高。分析壁面粗糙度为0,100,200和300 μm的流量系数,可以得出在小开度和大开度时,粗糙度对流量系数的影响较大,这为调节阀制定合理的调节范围奠定了理论基础。     

单面塑料托盘结构的数值模拟研究

利用数值模拟技术对塑料托盘进行了研究 ;通过模拟研究给出了托盘结构的应力分布图及变形图 ,提高了托盘的设计效率。     

单面塑料托盘结构的数值模拟研究

利用数值模拟技术对塑料托盘进行了研究;通过模拟研究给出了托盘结构的应力分布图及变形图,提高了托盘的设计效率。     

大型航空结构有限元数值模拟方法研究

利用试验数据,针对大型航空结构,系统地研究了自然网格模型和细节模型对结构分析的影响。采用自然网格方法建立翼身组合体有限元模型,计算得到机翼外端部变形误差7.46%(与试验比较),外翼上壁板试验与分析一致性评估误差带10%以内的应变片约占总数的80%,中央翼上壁板约占70%。采用以壳元模拟为主细化网格建模方法建立全机结构有限元模型,计算得到机翼外端部变形误差为1.87%,外翼和中央翼上壁板试验与分析一致性评估误差带10%以内的应变片均占总数80%以上,这表明细化模型能更精确地模拟结构的刚度和预估结构的传载分配和应力/应变响应,预判危险部位,为进一步有限元细节分析或破坏分析提供准确的边界。     

层板结构冷却机理的数值模拟研究

应用商业软件对一种典型的层板结构选取多个单元进行了流动和换热的耦合计算,考虑了燃气侧及冷气侧流动的影响,燃气及冷气的流动方式模拟层板叶片中真实的流动方式。网格划分采用非结构性网格,湍流模型采用k-ω双方程模式,速度与压力采用SIMPLE算法耦合求解。获得了层板内部的流动和换热情况,流体域、固体域的温度信息。发现冲击孔及气膜孔内部的流动不具有对称性,各换热面的换热系数分布也不均匀,燃气侧局部区域出现负热流现象。分析了层板燃气侧、内部及冷气侧的流动和换热特性及其对层板冷却有效性的影响,得到了层板冷却有效性随吹风比变化的曲线。     

非结构网格离心泵全流场数值模拟研究

相对于传统的理论和实验方法,采用数值模拟的方法能够更快捷地获得离心泵的内部流场分布。研究了离心泵全流场数值求解的方法,构建了离心泵的几何模型并划分非结构网格,采用了CFX软件,通过求解雷诺平均N-S方程,对离心泵流场进行了数值模拟,计算得到了离心泵在不同工况下的扬程和效率。将计算值与实验值进行了对比,在设计工况点Q的条件下,扬程相对误差为2.8%,效率值相对误差为1.8%。因此,针对离心泵建立的基于非结构网格的离心泵全流场数值求解方法是可靠的,能够快速准确的对离心泵进行性能预测与分析。     

双轴混合机桨叶结构改进及数值模拟研究

利用FLUENT软件的多参考系(MRF)及标准的湍流模型,对双轴桨叶式混合机进行数值模拟,研究了混合机在不安装小桨叶、在撑杆上安装小桨叶以及在轴上安装小桨叶这三种情况下混合机的混合效果。结果表明:在撑杆上安装小桨叶可以使混合时间降低幅度达到56.45%,单位体积混合能降低为原来的44%,同时混合均匀度、混合稳定性也得到了提高;而在轴上安装小桨叶的混合时间与不安装小桨叶几乎相同,混合效率没有得到明显改善,只是混均匀度略有提高。在撑杆上安装小桨叶与原有大桨叶组成大小桨叶双层桨叶结构对改善双轴桨叶式混合机的混合效率,降低混合时间和提高混合均匀度具有重要的实用价值。     

旋风分离器进气管结构改进的数值模拟研究

采用数值模拟和试验相结合的方法,首先通过试验数据与数值模拟结果的对比,在验证了数值模拟结果准确性的基础上,研究了缩口对旋风分离器流场结构及压降和分离效率的影响。研究结果表明:缩口对维持流场的稳定性具有较好的效果,且能够较大的减小升气管外壁的低速区。旋风分离器的压降和分离效率随缩口角度的增大而增大,当缩口角度为20°时,压降增加较小且对分离效率的提升较大,因此最佳的缩口角度为20°。     

橡胶/钢层防护结构数值模拟研究

针对承压设备在水压爆破实验时产生的高速碎片会冲击并损伤封闭实验室内壁和顶部观测装置的问题,提出并设计了两种室内防护结构,并依据显式非线性理论,利用LS-DYNA软件对两种防护结构的抗冲击性能进行了数值模拟.结果表明:对于碎片入射速度v＜80m/s的工况的防护,可优先选用锯齿状橡胶/钢板复合结构;当碎片入射速度80≤v≤...     

结构声发射的数值模拟及实验研究

由于声发射源产生的瞬态弹性波会在传播过程中产生各种频率和模态的声发射信号,这给应用声发射技术进行无损检测带来一定困难。针对声发射信号在实际介质中传播的复杂性,为了研究弹性波的传播对波形的影响,提出了利用有限元方法模拟声发射信号在薄铝板的传播及几何形状边界反射过程,得到声发射波形的时域特征,进一步分析了声发射信号在铝板中的传播特性;搭建了与有限元模型相应的声发射断铅实验系统来采集断铅信号。试验及研究结果表明,利用声发射断铅实验系统获得的信号与有限元计算方法得到的模拟信号基本吻合,说明有限元数值计算方法可以作为分析声发射信号传播过程的一种手段;该结果为基于声发射的结构缺陷检测技术提供了数值模型,同时声发射技术用于无损检测也有了更精确的理论基础。     

万向节十字轴数值模拟及结构改进

万向节用于开窗作业主要起传递扭矩和轴向载荷作用,十字轴属万向节易断裂零件。利用有限元数值模拟方法,对十字轴受扭矩载荷进行分析,发现十字轴的应力集中现象主要集中在十字轴轴径有落差和两轴相贯的地方。通过对十字轴中间毛坯进行结构改进,并加大轴颈根部圆弧尺寸,发现应力集中现象得到明显改善,可有效提高十字轴可靠性。     

表面结构互动减阻机理数值模拟

研究发现,表面织构及仿生表面结构具有改善滑动摩擦特性的作用,但多数的相关工作只关注摩擦副单一表面上的结构对摩擦的影响,而对摩擦副双表面结构互动减阻机理的研究很少.受多足爬行动物的启发,将摩擦副表面结构设计为物体的足时,物体可以像蜈蚣一样在对摩副表面结构上爬行滑动,其所受到的摩擦力等于驱动足结构转动的横向力.对足结构...     

新型结构针灸针的数值模拟

提出了一种新型结构针灸针——空心针炙针，使用该针具可以在针灸的同时施注药物。理论分折和有限元模拟的结果表明．在取得合适内、外径比情况下，该结掏针灸针的抗弯强度优于传统针灸针，可以用于临床实践。     

加热炉炉辊温度场数值模拟及结构改进研究

为解决某钢厂CSP(紧凑式带钢生产线)加热炉水冷炉辊辊环出现变形过量、烧蚀等失效问题,从流固耦合传热理论出发,对水冷炉辊结构进行简化与离散处理,建立炉辊三维稳态流固耦合传热有限元模型,进行了温度场仿真分析,结果表明辊环温度过高是引起失效的重要原因。计算得到的冷却水出口温度与工业现场测得的误差小于2%,仿真结果具有较高的可信度。在不增加制造成本的前提下,提出了炉辊结构的改进方案,以达到降低辊环温度的目的。相同条件下的温度场分析结果表明,改进结构辊环最高温度较原结构降低了16.5%,验证了结构改进的合理性。     

涡旋压缩机切向密封结构及数值模拟研究

针对涡旋压缩机切向气体泄漏对增压过程的不利影响,提出一种切向密封结构,采用动涡旋齿上开设密封槽的方法对比研究了密封结构对于工作过程的影响,与无密封结构的工作过程对比,有效地减少了泄漏,改善了增压过程;并提出采用一种简化结构实现啮合间隙处网格加密,极大地简化了模型,为研究啮合间隙处的气体流态提供了一种研究方法。     

含钒页岩焙烧用回转窑结构优化数值模拟研究

建立含钒页岩焙烧用回转窑的稳态传热数学模型,运用Fluent软件模拟计算等径回转窑内流场和温度分布。在合适位置扩大等径回转窑尾内径,对其窑内流场和温度分布进行模拟计算。在此基础上,分析变径大小和变径位置对窑内温度的影响,得到最优的变径回转窑;然后分析比较等径型与变径型回转窑温度分布特征。结果表明:在相同的工艺条件下,在合适位置变径的变径回转窑焙烧段长度比等径型回转窑的长,有利于提高含钒页岩中各低价态钒的氧化率。