基于实测的基坑降水对周边土体承载能力的影响研究

工程实践证明,基坑安全与基坑降水密切相关,为摸清基坑降水与基坑安全间的关联关系,进行了大量的原位测试工作,以大量的同步地下水位监测、承压板载荷试验、静力触探试验数据为基础,借助计算机,构建起了无截水措施情况下基坑降水后基坑周边地下水位变化和土体承载能力变化的经验数学模型。介绍了模型的构建过程和应用效果。     

直接甲醇燃料电池阴极水的传输特性

利用COMSOL Multiphysics软件对直接甲醇燃料电池（DMFC）阴极模型进行计算,获得压力、速度、水、氧气和液态饱和度分布情况,研究扩散层在不同物理参数（如厚度、孔隙率、孔径大小和亲憎水性）下电池阴极水和氧气的传输情况,进一步建立扩散层孔隙率梯度的数学模型,研究扩散层孔隙率梯度以及支撑层参数对直接甲醇燃料电池性能和物质传输的影响。结果表明,扩散层具有大孔隙率、薄扩散层时均有利于氧气传质,可以使电池性能提高;扩散层孔隙率梯度的存在可以减轻氧气传输阻力,提高电池性能。     

基于水热耦合模拟的油气区地热开发井网布局

我国不少含油气沉积盆地同时也赋存着大量的地热资源，探讨地热田不同开发情景下热储温压场的变化，对于确定地热资源的合理开发策略至关重要。为此，以渤海湾盆地济阳坳陷东营凹陷东营城区地热田为例，综合各类地质、钻探和岩心资料，系统分析了该区储盖组合、地层热导率、温压场等地热地质特征，进而采用以Tough2为核心的Petrasim软件建立了地热田成因概念模型，研究了开采、回灌条件下热储的温压场响应，确定了采灌量等井网布局参数的限制条件，最后提出了地热资源开发优化策略。研究结果表明：①该区地热田最大开采量为63 m3/h，回灌量为32 m3/h；②要实现100%回灌，需采取“一采两灌”的布井方式，最优采灌井距为400 m。结论认为：①合理的地热田概念模型是进行数值模拟的前提，油气田在长期的勘探过程中积累了丰富的地质、地温和岩心测试数据资料，为正确认识油气区的地热资源分布和热储特征提供了数据支撑；②水热耦合数值模拟是地热田管理的有效手段，能够确定开采量、回灌量、采灌比、采灌井距等布井关键参数，有利于优化地热开发模式，进而实现地热资源的可持续开发。     

双水平井SAGD预热阶段温度场计算

采用满足质量守恒的流函数方法,编制有限容积法程序,模拟计算了双水平井蒸汽辅助重力泄油(steam assisted gravity draining,SAGD)蒸汽循环启动预热阶段温度场演化情况。对比了纯导热与导热及热对流共同作用下所需预热时间的差别,给出了单位长度井散热速度和两井中间位置温度随时间的变化,同时,也分析了井间距对预热时间的影响。结果表明,单位井长度的散热速度随时间的延长逐渐减少,在初始阶段变化较快,然后以较慢的速度降低。这表明,以井筒恒热流边界条件的温度叠加原理分析方法,建立预测阶段温度分布模型,预测热联通需要的加热时间是不合适的。不同井间距工况预热阶段数值计算表明,影响预热时间的主要因素为两井间距,间距扩大一倍,需要的预热时间延长约为原来的4倍;原油黏度很大且随温度变化不太敏感或井间距较小的情况,自然对流换热作用很弱,在预测预热时间时可以按照纯导热模型处理,而相对不太黏稠的原油或井间距较大时热对流作用强,不能忽略对流传热的影响,自然对流换热可大大缩短预热时间。     

喷雾冲击条件下液膜流动与传热模型

针对现有喷雾冷却计算模型的不足,以质量、动量、能量守恒方程为基础,建立喷雾冷却非沸腾区的液膜流动与传热方程,并采用数量级分析的方法对方程简化,最后运用数值方法对模型进行求解。给定液滴速度及液体温度,由模型计算液膜厚度、平均热通量与液体流出温度,与实验测试结果对照。结果显示,液膜厚度的计算结果与实验结果相差6%以内;平均热通量和液体离开待冷却表面的最终温度计算结果与实验结果相差10%以内,且超过60%的计算结果偏差小于5%。计算结果与实验结果的高度匹配证明该模型可较好地反映喷雾冷却过程的流动与换热。由模型可以获取不同位置处液膜厚度与温度,从而加深对喷雾冷却传热机理的理解。     

等离子束表面冶金Fe-Cr-Ni-B-Si-C涂层耐海水腐蚀性研究

用等离子束表面冶金方法在低碳钢表面制备Fe-Cr-Ni-B-Si-C涂层。借助光学显微镜、X射线衍射仪和能谱仪研究了冶金层的组织形态、物相组成。用静态浸渍法检测该涂层在海水中的耐腐蚀性能。结果表明：该涂层与基体呈冶金结合，内部组织均匀细密无缺陷，是固溶了大量Cr的γ-Fe相与高硬度析出相的共晶组织；其在海水中的耐蚀性远高于0Cr18Ni9Ti不锈钢，两者在海水中均表现为点蚀。     

油藏注水开发低阶模型及最优控制仿真研究

油藏注水开发最优控制问题计算规模大、控制变量与计算网格多,且控制变量与目标函数之间的关系为一组非线性偏微分方程控制,若直接进行数值求解,对于目前的计算机计算速度和存储空间是个巨大负担.本文采用最佳正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)方法提出了基于低阶模型的油藏注水开发最优控制问题,这样,控制变量与目标函数之间的复杂关系被转变为解析函数,仅以少量的POD系数作为优化变量且只需采用非线性规划方法即可求解,大幅度地降低了原问题的求解复杂度与计算量.以二维五点井网的一个井组为应用实例进行仿真研究,结果表明:基于低阶模型的最优控制问题所求解的最大生产净现值与经典的伴随梯度法相比仅有不超过2.5%的误差,且计算速度优势极为明显,当网格数为40×40时,计算速度可提高30倍以上,网格数越多,计算速度优势越明显,当网格数为70×70时,可提速60倍以上.     

大坝变形GPS双基站自动监测系统设计与应用

测量机器人(即自动电子全站仪)可对大坝进行自动化(或半自动化)外部形变监测,但设站处(监测基点)的稳定性对监测精度的影响非常大,且测量视线被遮挡后无法监测相应的形变点.为解决此问题,利用双基站GPS技术与测量机器人技术有机结合,开发了大坝形变自动监测系统,彻底解决了监测基站不稳定对监测结果的影响问题,使监测程序得以简化...     

校园建筑物分区式供能系统的模拟研究

基于校园建筑实验楼不同朝向负荷需求差异,文中提出5种供能方案.利用TRNSYS软件建立了相应的供能系统模型并进行了为期1年的仿真模拟,根据模拟结果对比分析了各系统所需钻孔数及运行性能.研究结果表明:在5种供能方案中,整体式供能系统所需钻孔数约是分区式供能系统的1.57倍,同时整体式供能系统年末土壤温度与年初土壤温度温差...