垂向动载下桶形基础响应的离心机实验研究

通过离心机实验研究发现,在垂向动载荷作用下,当载荷幅值超过一定值时,在激振过程中桶基周围一定范围内的土体发生液化,土体产生明显的沉降。随着载荷幅值的增加,土体的沉降增加,但是发生变形的土体最大范围基本相等。土体中超孔压从桶壁沿水平方向和从泥面沿垂直方向逐渐减少。随着载荷幅值的增加,土体上部完全液化的土层厚度增加。     

两相流下油/水阻抗特性实验研究

通过阻抗传感器在垂直小管径实验装置中进行油/水两相流动态模拟实验,利用动态信号分析仪采集不同流量及不同含水率下的阻抗输出电压信号,对实时采集的电压信号进行了分析,首次采用面积法及功率谱的方法对电压信号进行阻抗特性分析。实验结果表明：低流量和高流量时的电压信号阻抗特性具有明显的差别。通过阻抗分析建立了面积特性及最大功率谱幅值特性与含水率及流量的关系。     

Seismic physical model analysis on the imaging width of carbonate caves

对不同尺度和不同填充物的2个溶洞物理模型进行了正演模拟和叠前偏移成像,分析了溶洞的成像宽度。研究表明,溶洞偏移响应水平道振 幅曲线不同幅值下的成像宽度对溶洞真实宽度都比较敏感,且不同幅值成像宽度之间仅相差一个线性量。分析半幅值成像宽度与溶洞真实宽度之 间的关系发现溶洞半幅值成像宽度对溶洞的真实宽度具有放大效应,其放大倍数随溶洞真实宽度增大迅速衰减直至趋于1;溶洞半幅值成像宽度不 受溶洞反射系数的影响。为溶洞真实宽度估算提供了可靠的实验依据。     

碳酸盐岩溶洞成像宽度的地震物理模型分析

对不同尺度和不同填充物的2个溶洞物理模型进行了正演模拟和叠前偏移成像,分析了溶洞的成像宽度。研究表明,溶洞偏移响应水平道振幅曲线不同幅值下的成像宽度对溶洞真实宽度都比较敏感,且不同幅值成像宽度之间仅相差一个线性量。分析半幅值成像宽度与溶洞真实宽度之间的关系发现溶洞半幅值成像宽度对溶洞的真实宽度具有放大效应,其放大倍数随溶洞真实宽度增大迅速衰减直至趋于1;溶洞半幅值成像宽度不受溶洞反射系数的影响。为溶洞真实宽度估算提供了可靠的实验依据。     

用差压法测定Taylor泡在垂直环形管内静止液柱里的上升速度

弹状流是管内气液两相流中的常见流型.在垂直及倾斜管中,为了精确预测弹状流的含气率及压降,必须知道大泡即所谓Taylor泡在静止液体内的上升速度.采用差压的方法对Taylor泡在垂直同心环形管内的上升速度进行了实验测定,并将实验值与几种关系式的计算值进行了比较;对环形管的内管旋转对Taylor泡上升速度的影响进行了实验研究及一定的理论分析,并给出了一个预测Taylor泡在内管旋转的环形管液柱中上升速度的关系式.     

基于高速摄像与多参数结合的油水两相流流型实验分析

通过在垂直小管径多相流实验装置上的实验,利用高速摄像机拍摄了油/水两相流多种流动状态下的高速摄像图片,对不同流量及不同含水率下拍摄的图片进行了流型划分。在垂直小管径实验装置上进行了差压传感器及阻抗传感器在油水两相流中的实验。差压传感器在油/水两相流中的实验结果体现了油/水两相流流型的变化规律,差压值出现波峰的含水率范围可确定为流型转换的过渡区域;阻抗含水率传感器在油/水两相流中的含水率测量下限可确定水为连续相范围。通过高速摄像与差压传感器及阻抗传感器相结合,综合分析得到了垂直小管径油水两相流流型图。     

用差压法测定Taylor泡在垂环形管内静止液柱里的上升速度

弹状流是管内气流两相流中的常见流型，在垂直及倾斜管中，为了精确预测弹状流的含气率及压降，必须知道大泡即所谓Taylor泡在静止液体内的上升速度，采用差压的方法对Taylor泡在垂直同心环形管内的上升速度进行了实验测定。并将实验值与几种关系式的计算值进行了比较，对环形管的内管旋转对Taylor泡上升速度的影响进行了实验研究及一定的理论分析，并给出了一个预测Taylor泡在内管旋转的环形管液柱中上升速度的关系式。     

基于振动与声发射信息融合的海洋平台损伤定位方法实验

目前我国海洋平台特别是进入中后期服役阶段海洋平台的安全问题越来越成为制约其正常作业的重要因素。为保证平台服役期间的安全运行,以海洋平台模型为实验对象,通过预制损伤等物理手段模拟平台的不同状态,进行了基于振动与声发射信息融合的结构损伤定位分析实验。①振动定位法实验,经滤波后采用细化FFT法进行信号处理,分析了海洋平台模型完好与损伤状态下信号幅值变化率与损伤位置的对应关系,结果表明：振动法可以在垂直方向上确定损伤位置。②声发射定位法实验,通过确定能量计数的变化与损伤位置之间的对应关系,结果表明：声发射法可以在水平方向上确定损伤位置。③通过对上述两种方法进行信息融合,实现了对海洋平台整体进行损伤定位。④最后通过海洋平台状态监测模型进行了实验验证。结论认为,该损伤定位方法具有较高的可靠度与精确度,可以实现平台损伤的有效定位。     

交变载荷作用下焊接接头残余应力释放机理

海洋结构物在波浪中频繁遭受周期性交变载荷的作用,容易引起焊缝周围高应力区域发生应力释放。采用数值模拟方法对结构焊接过程进行仿真计算,得到焊接残余应力分布情况。研究交变载荷作用下垂直和平行于焊缝方向残余应力的变化特点,讨论载荷幅值和应力比等因素对应力释放的影响规律。结果表明,应力释放程度与高应力区域塑性应变量有关,载荷幅值越大、应力比越接近-1更易使结构产生新的塑性应变,应力释放现象也越明显。     

16Mn手工电弧焊焊接过程声发射信号特性研究

利用PAC24通道SAMOS声发射检测系统实时采集16Mn钢板在不同电流强度下手工电弧焊焊接过程中的发射信号，并进行相应的参数分析和频谱分析处理，探究在不同电流下手工电弧焊焊接过程中的声发射信号特性。实验结果表明，当电流大于标准电流时，对声发射信号中的计数、能量、幅值之间的关系没有太大的影响，总计数与总能量都随时间平稳增加，幅值主要分布在500～850dB，两通道的总计数和总能量都分布在65～95dB，频率主要集中在45kHz。当电流小于标准电流时，只有两通道的总幅值对时间的关系有变化，达到了1 300～600 dB，并且每一个时刻的幅值都远大于标准时的值。     

垂直井中管杆柱的扶正器安放问题研究

管杆柱屈曲给生产带来许多问题,文中采用弹性稳定理论中的能量方法,分析了受轴向分布载荷作用的垂直管杆柱的稳定性,得到了关于轴向分布载荷、底端轴向载荷和管杆柱几何参数的稳定性方程,并求得了它的解析解。该解对于垂直井中管杆柱的扶正器应用具有指导意义,方程中针对不同端部边界条件的管杆柱约束系数取值不同。为了便于理解,文中给出了算例。     

地震异常振幅自适应压制

由于磁带掉磁粉导致地震老资料中存在异常振幅以及叠加剖面中也存在异常振幅。若不对异常振幅进行压制,将造成地震资料纵、横向能量不均匀,导致DMO或偏移划弧,最终影响地震剖面质量。从目前应用的Geo-Cluster地震处理系统看,有几种剔除异常振幅值的方法,但实际处理效果不能令人满意。为此提出一种地震异常振幅自适应压制方法,该方法首先对不同时窗内的平均绝对振幅或均方根振幅进行统计,然后,把各采样点振幅与窗内的平均绝对振幅或均方根振幅比较,计算衰减函数,并应用到对应的采样点上,达到使地震资料纵、横向能量变化均匀的目的,避免DMO、偏移划弧现象的发生。经理论模型及实际资料验证,地震异常振幅自适应压制方法实用性强,对异常振幅处理效果明显。     

铅垂平面型弯曲井眼的抽油机悬点载荷的计算

针对铅垂平面型弯曲井眼,阐明了垂直井段、造斜并段、稳斜井段和降斜井段中抽油杆载荷以及抽油机悬点载荷的计算方法.通过实例分析了抽油杆与油管间挤压力的分布,指出降低造斜点和井眼曲率是改善抽油杆与油管工作条件的有效途径.     

定向井抽油机悬点载荷计算问题探讨

定向井的载荷计算是一个相当复杂的问题，目前所采用的方法是取井筒中一小单元进行受力分析，然后逐段迭加。这一过程需要输入测斜数据后利用计算机辅助进行，在现场应用中很不方便，且由于受各种因素的影响，其计算结果仍然是一个近似值。通过对现场多口井实测载荷的分析比较后认为，传统的直井荷载计算公式经过一定的经验系数修正后仍然可以应用于定向井载荷的近似计算。     

石油化工装置地面式矩形水池水平地震作用分析

矩形水池计算目前大多采用查表法,矩形地面式水池单位宽度池壁沿高度的水平地震作用为正弦分布形式的荷载,目前可查表格中缺少此类荷载的弯矩系数表格,借助ANSYS程序,对三边固定顶端自由、三边固定顶端铰接两种形式的双向板,进行了在该荷载分布作用下的有限单元分析,得到了方便应用于实际工程中的弯矩系数表格,数值拟合了公式,并与简化为倒三角形荷载分布的池壁计算进行了比较。     

FPSO典型舱段极限强度

针对浮式生产储卸油装置（Floating Production Storage and Offloading,FPSO）主船体货舱区域结构采用Abaqus准静态分析法,考虑材料非线性因素和船舶工作海域实际海况,建立3档强框模型并对其在垂向弯矩和30°艏斜浪作用下的极限承载能力进行研究。采用整船波浪直接计算得到的弯矩幅值响应算子比值确定联合载荷中垂向与水平载荷加载关系。研究表明：在垂向载荷作用下结构抵抗中拱弯矩的能力更强;引入水平载荷后结构抵抗垂向外载荷能力降低且水平载荷对中垂极强弯矩的影响更大,极限弯矩发生时相应结构一般发生大面积的屈曲破坏;水平极限弯矩总是先于垂向极限弯矩出现;舭部结构的存在有效传导了中拱与水平弯矩联合载荷。     

两相流体椭圆渗流数学模拟与开发计算方法

水力压裂是一种有效的增产技术,它能使油井周围地层形成一个对称的垂直裂缝面.垂直裂缝井工作时在地层中诱发平面二维椭圆渗流,即形成以裂缝端点为焦点的共轭等压椭圆和双曲线流线族.基于扰动椭圆的概念和等价的发展矩形的思想,建立了油水两相随圆二维渗流数学模型.它属于具有活动边界的拟线性问题.分别运用特征线法和有限差分法求解,得到了含水饱和度分布和活动边界的变化规律.结果表明,特征线法和有限差分法获得的结果吻合得较好.从而为用数值模拟的方法研究垂直裂缝井注水开发油田提供了理论依据,还为垂直裂缝井注水开发低渗油田的数值模拟研究奠定了基础.此外,研究了非活塞驱替理论,导出了垂直裂缝井注水开发油田时产油量和压差及井排见水时间的计算公式,并进行了实例计算分析,得出了产油量及压差随时间变化的规律.     

海上浮圈结构在规则波下的频域水弹性响应

运用水弹性理论分析浮圈结构在波浪作用下的弹性变形,并考察浮圈尺寸、吃水、弹性模量及环境参数对浮圈垂向变形幅值的影响。采用离散模块-梁单元（Discrete-Module-Beam,DMB）方法对浮圈进行水弹性分析。将浮圈离散为若干个刚性子模块,运用多刚体水动力学理论计算作用于浮圈的水动力载荷,并用曲梁理论计算浮圈结构的整体变形。结果表明：浮圈不同位置的垂向变形有明显差异,在波浪传播方向首尾两端的变形幅值明显大于中部,且这一特点随入射波频率的增加更加明显;在高频段浮圈的整体变形幅度随直径比和弹性模量的增加而减小;吃水对浮圈垂向变形幅值的影响相对较小,其主要作用体现在加剧了迎浪点垂向变形幅值曲线在高频段的振荡现象;水深变化对浮圈垂向变形的影响在不同位置和不同频率下呈现出差异性。     

海上风电开孔单桩承载特性数值模拟

为分析开孔对单桩基础水平方向和轴向承载特性的影响规律,采用Abaqus数值分析软件建立大直径单桩基础桩身开孔数值模型。结果显示：桩身开孔对大直径单桩基础的水平承载特性有一定的影响,当水平载荷为1 050 kN时,开孔桩桩顶的水平位移为0.030 m,无孔桩桩顶的水平位移为0.026 m,两者相差13.3%;桩身开孔对大直径单桩基础的竖直承载特性影响不明显,当轴向载荷小于12 000 kN时,开孔对桩的竖直承载特性的影响可忽略不计;桩身开孔导致应力集中现象,竖直载荷和水平载荷作用下的应力集中系数分别为4.2和1.1。研究成果可为海上风电施工建设提供参考依据。