HJ180海洋钻机井架动力特性及地震响应分析

结合HJ180海洋钻机井架的工程设计实例,基于大型海事结构有限元分析程序SACS,对井架实际结构进行简化,建立井架结构的动力学计算模型,采用Guyan缩聚法计算了井架结构动力特性,得到井架结构前10阶模态和振型。在动力特性分析的基础上,选用API RP 2A-WSD地震响应谱从X、Y、Z3个方向对井架结构进行地震响应分析,得到3个方向结构地震响应的最大值。通过计算分析可以得出,井架结构在地震作用下响应值较小,该井架结构满足强度设计要求。     

模态综合技术在振动筛结构动态分析中的应用

把模态综合技术运用到直线振动筛动态分析之中，将结构分解为十几个子结构，用有限元方法和模态实验方法对子结构进行模态参数分析。联接各个子结构，并对它们进行模态综合，得到整个振动筛结构的动态特性。将分析值与实验值作了对比，得到了满意的结果。     

自走式修井机游动系统仿真模型

为了获得自走式修井机的系统动力学特性,在系统动力学仿真软件ADAMS中建立了修井机游动系统的起升和下钻仿真模型,成功地用Rack-and-Pinion Joint模拟了钢丝绳与滑轮间的缠绕关系,用Single Component Force模拟出了钢丝绳在起升、下钻过程中刚度的变化过程。对仿真模型在额定工况时的起升、下钻过程进行了仿真运算,得到了游动系统中快绳、死绳、各游绳及井架上的最大动载荷和动载系数。仿真结果可用于钢丝绳的选择、井架的设计和使用时参考。该仿真模型中解决钢丝绳与滑轮间的缠绕和钢丝绳的刚度随时间变化的方法也可为研究钻机、矿井提升系统等类似的时变结构系统动力学时借鉴。     

基于格子波尔兹曼法的热障陶瓷涂层凝固生长过程模拟

热障涂层(TBCs)在使用过程中表面陶瓷层的脱落是影响其使用寿命的关键,针对以上问题,建立了凝固生长过程流动及传热传质模型,用格子波尔兹曼法(LBM)研究了涂层凝固生长过程。结果显示:不考虑对流影响时,晶体生长的形貌呈现对称十字枝晶形状;在考虑对流的情况下,迎流部分生长快,背流部分生长受到抑制。在大的过冷度影响下,晶界出现波动,出现二次枝晶生长。等离子喷涂涂层在温度梯度下朝向正温度梯度方向呈柱状晶生长。枝晶生长受到对流的影响和侧向温度梯度的影响。迎流方向和大温度梯度方向枝晶形貌发达,背流方向和小温度梯度处枝晶生长受到抑制。     

油管清洗喷头组件外部流场的数值模拟

根据扇形喷嘴的射流特性,确定高压水射流基本段与消散段交界面的压力,以此压力作为油管清洗有效压力的参考标准,建立三角形喷头组件与对称形喷头组件的三维结构模型和数值模型。通过数值模拟结果表明,在相同边界条件下,对称形喷头组件的有效清洗范围比三角形喷头组件的有效清洗范围大,对称形喷头组件能够较大减小清洗盲区,提高了油管清洗效率。     

SuperClaus与亚露点工艺的对比分析

针对川渝地区硫磺回收工艺现状,总结了SuperClaus和亚露点MCRC硫磺回收工艺的开发原理,对比了两类工艺的配置特点,分析了基于VMGSim的两种工艺流程的模拟计算结果。结合对两种工艺及延伸工艺的比较,总结了两类工艺的优缺点,提出了两类工艺的潜力发展方向。有助于新型硫磺回收工艺流程的开发与设计。     

浮拖过程海底管道力学分析

海底管道施工质量直接关系到海底管道能否长久地安全运行,对施工期间各种环境载荷、施工载荷作用下海底管道上的应力进行计算分析是确保海底管道施工质量不可缺少的重要手段.从海洋管道漂浮拖运过程受力-极限情况入手,建立数学模型,首次应用五弯矩方程解决海洋管道在拖运过程中的受力问题.并开发了实用程序,算例表明:计算分析结果满足实际应用要求.     

基于流-固耦合的水平定向钻孔壁稳定性研究

基于孔隙介质的理论建立了孔隙度、渗透系数及损伤变量和体积应变之间的动态数学模型,给出了M-C准则与D-P准则之间的强度折减系数换算关系。借助有限元程序将该数学模型与有限元强度折减系数相结合,研究了非开挖水平定向钻孔壁稳定性。所给工程案例计算结果表明,采用不同屈服准则得到的安全系数有一定差异,但一定条件下可等价;最后指出考虑动态演化模型所得安全系数比不考虑时小得多,流固耦合效应不容忽视。     

水平定向穿越扩孔孔形沉降量预测

在非开挖水平定向穿越的扩孔过程中,由于扩孔器自身重量,扩孔孔眼的剖面通常不是理论上的圆形,而是水滴形、梨形、葫芦形等多种形状,这容易导致定向钻的实际轨迹与设计轨迹存在偏差,出现孔眼垮塌和卡钻等现象,严重影响正常的管道回拖。该文采用有限元方法对扩孔过程进行了数值模拟,利用单齿正交切削岩土的解析解验证了模型的可靠性,得到了扩孔器钻进速度,旋转速度与其下沉量之间的关系,结果表明扩孔器在扩孔施工中,扩孔器会随着扩孔位移的增大而出现下沉现象,钻头的钻进速度增大,扩孔器的下沉量会增加,在一定范围内,扩孔器旋转速度增大,扩孔器的下沉量将会减小。针对扩孔器不同的钻进速度与旋转速度,合理选择两者之间的匹配关系,可以使孔形得到优化。     

内置叶片型静态混合器结构优化研究

为提高静态混合器对过程气与空气的混合效果,基于CFD方法,对内置叶片型静态混合器不同叶片数量、排列方式进行了数值模拟计算.对比分析内部的速度、湍流、组分等分布情况,提出一种新型结构,为内置叶片型静态混合器设计提供参考依据.