各向异性地层井壁应力的孔隙弹性力学—化学耦合模型

针对各向异性地层任意倾斜角的井筒,建立井壁应力的孔隙弹性力学—化学耦合数学模型,并推导得到井壁应力分布的解析解.研究发现,该解可退化为文献已报道的横观各向同性情形的解析解,这在一定程度上验证了模型和解析解的正确性.基于该解析解开展算例研究.结果表明,井斜角、各向异性力学参数以及溶质扩散都会引起井壁应力的明显变化,进而对井壁稳定性造成较大影响.提出的模型具有通用性,能反映地层实际情况,可用于井壁稳定性分析,从而高效指导钻井设计和压裂设计.     

泥页岩井壁稳定性的化学与力学耦合研究现状

泥页岩井壁失稳的化学力学耦合作用是近年来井壁稳定性研究中较为关注的问题。本文就这一问题的国内外研究现状作了较为详细的资料调研，从理论和实验两个方面就这一问题的研究思想、方法、技术路线以及技术难点作了归纳和总结。     

电渣熔铸过程中渣池热电场耦合模拟研究

电渣熔铸过程中的渣池是一个集热场、电磁场、流场等于一体的复杂体系．各种场之间是相互影响的．且整个体系的边界条件非常复杂、本文通过将渣池内的对流传热转化为传导传热问题．在此前提下,对渣池的热电场传输现象进行了分析．同时对自耗电极、渣壳、结晶器、渣金界面等渣池热电传输边界条件作了合理的处理．使用大型有限元分析软件ANSYS对渣池的热电场进行了研究．模拟获得了渣池的电场和温度场分布图．在此基础上研究了两种场的分布特点．同时提出作为熔铸过程中主要产热区的渣池是由高热源区和低热源区所组成的观点．对调整电渣熔铸过程中工艺参数、稳定熔铸过程具有一定的指导意义．     

煤岩力学参数与其基质收缩性能的耦合效应

采用三轴岩石力学测试系统来模拟煤岩的力学行为，通过控制有效应力的方式进行实验，测试煤基质收缩量。实验结果分析表明，煤基质收缩量与其力学参数(抗压强度，弹性模量)具有良好的负指数关系：y=ae^br。吸附阶段，力学性能较强的煤样，其基质膨胀效应较小，而力学性能较弱的煤样，其基质膨胀效应就会较明显；解吸阶段也具有类似的情形，这种正反效应的叠加，使得强者更强，弱者更弱，导致力学性能较高的煤岩，其基质的收缩量反而越小。     

钢桥腐蚀-疲劳耦合计算模型及影响因素分析

为了研究钢桥在交通荷载和腐蚀环境共同作用下的疲劳性能,考虑钢桥腐蚀-疲劳耦合效应,建立有2个阶段的腐蚀-疲劳耦合计算模型.在点蚀坑萌生阶段,考虑循环交通荷载对腐蚀过程的加速作用;在裂纹扩展阶段,引入裂纹扩展腐蚀加速因子,考虑腐蚀环境对裂纹扩展的影响.对钢桥顶板和纵肋焊接节点的腐蚀疲劳寿命算例分析表明：考虑腐蚀-疲劳耦合作用的疲劳强度相对于疲劳试验、规范AASHTO、规范BS5400和不考虑腐蚀-疲劳耦合作用的情况,分别降低41.25%、28.80%、44.60%和10.90%.对所建模型开展加载频率、腐蚀环境、腐蚀坑形貌特征等影响因素的比较研究,结果表明：随着加载频率的增加,焊接节点的腐蚀疲劳强度递增,当加载频率大于0.6 Hz时,焊接节点的腐蚀疲劳强度相近;随着腐蚀环境变强,腐蚀电流和腐蚀速率逐渐增大;腐蚀疲劳强度随着腐蚀坑形貌特征的增大而增大.     

采用电场分割法的电流耦合人体通信等效电路模型

针对电流耦合人体通信信道传输特性缺少简单、快速、有效的理论分析方法,提出了一种基于电场分割的电流耦合人体通信等效电路模型。以人体手臂为对象,按轴向、径向与环向进行几何分割,再根据电导、电容定义及4阶Cole-Cole模型计算分割后各区域的等效阻抗,进而获得人体手臂的等效电路模型。利用回路电流法计算分析10 kHz～10 MHz频率下等效电路模型,结果显示人体手臂信道电压增益随频率、发送电极夹角增大呈上升趋势,而随信道长度增加呈下降趋势。最后,采用COMSOL Multiphysics建立有限元仿真模型,仿真结果表明在10 kHz～1MHz频率范围内其与等效电路计算结果误差较小,变化规律一致,有效证明了等效电路模型在低频电流耦合人体通信的适用性和正确性。     

补偿阳极位置对舰船腐蚀电场防护效果的影响

为了减少舰船腐蚀电场对船上电磁通信设备的干扰,需要对舰船腐蚀电场进行抑制或消除.采用三维边界元法建立潜艇腐蚀静电场模型,研究补偿阳极位置对腐蚀电场防护效果的影响,结合电偶极子模型理论解释了静电场防护原理,基于静电场防护原理,分析不同补偿阳极位置产生舰船腐蚀电场差异的原因.结果表明:补偿阳极的周向位置对电场防护效果影响较小,而纵向位置对电场防护效果有明显的影响;补偿阳极与螺旋桨的纵向距离分别为16.6、10.8、5、1 m时,电场模量的防护效果分别为3.41%、24.88%、49.27%和34.15%.     

弹塑性损伤力学耦合分析的线性互补解法

本文根据弹塑性损伤力学的瞬态边值问题，提出了损伤分析的虚功原理，利用有限元技术，导出了弹塑性损伤结构分析的线性互补解法。本方法计算格式紧凑，求解规模较小，适用于解决硬化、软化等材料的损伤结构分析。     

NUMERICAL SIMULATION AND ANALYSIS ON THE VELOCITY FIELD IN BATH OF A ROUND ELECTRIC CLEANING FURNACE

Theapplicationoftheelectriccleaningfurnacetotheefficientrecoveryofvaluablemetalshasreachedahighpointofdevelopmentinnonferrousmetallurgytoprocessslagbearinghighcontentofvaluablemetals.Asthesizeandratingofsuchfurnacescontinuetoincrease,theneedforasoundtheoreticalbasisforthedesignandtheoperationbecomesurgent.Theflowofliquidslaghasanimportanteffectontheheatetficiency,therecoveryratioofvaluablemetalsandlifespanoftheelectriccleaningfurnace.Atpresent,however,itisstilldifficulttomeasurethefluidvelocit…     

电场作用下水的粘性试验分析

电场作用下极性水分子和离子水化物将有序排列,由此导致水的粘度特性显著变化。文中通过室内试验,研究垂直于水流方向施加的电场对水的粘度特性的影响,在数字直流电源产生的强电场中进行常水头渗流试验,获得了水的粘度与电场强度关系的试验曲线,并观察在电场作用下,水的粘度与所含离子浓度、渗流速度等因素的关系,基于试验结果分析了电场改变水的粘度特性的作用机制。试验结果表明,外加电场对水的粘度有明显的影响,随着电场强度增加,水的粘度呈减小的趋势;在相同的电场强度下,水的粘度与离子浓度成正比关系,与渗流速度成反比关系。     

舰艇水下腐蚀静电场计算及影响因素仿真分析

为了进一步分析影响舰船电场的不同因素,提高舰艇水下静电场仿真分析中电偶极子建模方法的准确性,研究产生舰艇水下腐蚀静电场的腐蚀电化学原理和特性,从腐蚀电流密度的角度推导船体-螺旋桨电偶腐蚀电流表达式,并利用镜像法求解出了空气海水二层模型下水平和垂直电偶极子电场解析式。建立基于舰艇腐蚀电流电偶极子的电场解析模型,在此基础上利用数值仿真对一中型舰艇水下50 m测线上的电场进行分析。结果表明:在设定变化范围内,船体腐蚀电位、螺旋桨腐蚀电位、船体浸水面积、螺旋桨浸水面积、海水温度、海水电导率对舰艇水下腐蚀静电场的影响程度分别约为29%、23%、53%、82%、30%和67%。仿真结果和电场解析模型可以为进一步研究舰艇水下腐蚀静电场特征及防护方法提供有力的理论支撑。     

反射式小型光学电场传感器

为了同时实现对直流电场、交变电场和瞬态电场的测量,通过琼斯矩阵计算,建立基于泡克尔效应的反射式光学电场传感探头的理论传感模型,分析铌酸锂晶体长度、晶体切型、温度以及封装应力对探头传感性能的影响. 制备尺寸Φ5 mm×80 mm,理论电场测量范围为±439.2 kV/m的反射式小型光学电场传感探头,搭建相关的电场传感系统并表征传感探头在10~5000 Hz交变电场、直流场、8.2~12.4 GHz高频微波场下的传感性能. 实验结果表明,该光学电场传感器在直流?12.4 GHz电场频率范围内具有较好的电场响应,在无外加电场时长时间内信号漂移量小于0.08‰,分辨力至少为3 V/m,实际可测量范围为10^?3~10² kV/m,有望应用于高功率微波探测和电力系统领域的直流、ms级及ns级暂态电场监测.     

外电场作用下的生物膜传质模型

对外电场作用下生物膜传质速率进行了理论和实验研究,建立了电场生物膜传质模型.应用此模型可以计算出一定电场强度下离子在生物膜中的扩散通量.计算结果与实验数据吻合,表明此模型较好地描述了生物膜的实际传质过程.     

The cluster size transformation model of molten alloy under pulse electric field

Based on the electric dipole theory, the coupled field distribution of pulse electric field (PEF) with electric dipole field around the cluster in superheated molten alloy is simulated under the effect of PEF. For the difference of electro-migration, the atom of solute and solution will accumulate around the cluster, and then the smaller cluster may reorganize and grow up under the action of the coupled field. We also apply the electrostatic induction theory to analyze the bearing behavior of the half side of the cluster. The bigger the cluster is, the stronger the electrostatic force is, therefore, the bigger cluster’s stability is weak apparently. The study indicates that the cluster in the superheated molten has the homogeneous tendency under the effect of PEF. Supported jointly by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50674054), and the College Key Laboratory Open Fund of Liaoning Province (Grant No. 200516203)     

大气电场仪观测结果的修订

大气电场仪是测量大气电场的重要设备,其测量结果受多种因素影响.通过一系列对比试验表明:电场仪采用探头正置或倒置结构时的观测结果基本一致,倒置结构有利于避免雨水带来的影响.不同的安装环境对测量结果的影响很大,为了消除这种影响,提出了对观测数据进行地面修订的方法,得到不同天气条件下的修订系数.所得结果对于实现多站电场仪联网观测的数据一致性有重要实际意义.     

电场中相平衡热力学模型的研究

从热力学基本原理出发,对电场中的热力学模型进行了理论推导,从理论上证明了外加电场对汽液平衡的影响,结果表明,对于二组元物系,施加电场与未施加电场情况下某一组分的液相组成之比的对数与溶液介电常数一次方成正比,与所施加电场强度的平方成正比。     

电、磁场中热力学关系式的修正

对电、磁场中的一些热力学关系式进行了研究,结果表明,为保持传统的化学势形式和力平衡形式不变,内能和压力必须加以修正,用最小二乘法对乙醇－水和丙醇－水体系在电、磁场中的活度系数进行了回归,所得的计算值与实验值的比较,其平均相对误差小于1．0％。