玄云SW120B航空发动机尾流热流场数值分析

以玄云SW120B航空发动机为研究对象,在纯气相作用和发动机慢车状态下,对尾部热流场进行建模和数值模拟,通过分析尾部温度场和流场特性,得到温度和流速的分布及变化规律。在喷口端面中心建立坐标系,研究结果显示：尾流出口处热流的温度和流速呈三维锥体分布,以喷口为中心向外扩散,流体远离喷口0.6 m处开始呈现偏离中心轴向的趋势。尾流高温区域为：z<0.9 m,y<0.5 m,温度范围为569～976 K。低温区域为：z>2.5 m,y>0.6 m,最高温度不超过323 K。尾流高流速区域为：z<0.2 m,y<0.2 m,流速范围为77～100 m/s。低流速区域为：z>0.9 m,y>0.2 m,最高流速不超过20 m/s。人体安全区距离为：z>2.5 m,y>0.5 m。研究方法可为大型民航发动机尾流热流场分析和发动机慢车下的地面除冰作业安全区域划分提供参考。     

管道冬季泄漏土壤热波动及原油渗流数值计算

采用有限容积法建立埋地管道泄漏多孔介质流固耦合相变数学模型,对冬季热油管道不同位置泄漏前后大地温度场的变化及原油在土壤中的分布规律进行数值模拟。研究表明：管道泄漏后,一定时间内管道周围土壤温度波动剧烈,由于受环境温度的影响,泄漏前锋原油温降较快,很快达到凝点,并出现不同形态的动态凝油层,致使原油渗流速率降低,热影响区范围变化逐渐趋于平稳。且随泄漏位置的不同,地表温度变化及土壤中原油分布差异较大。应用分布式光纤温度传感技术检测管道泄漏是可行的。     

基于相似度的铁路沿线测风站布局优化策略

针对铁路沿线站点布局缺乏科学性及资源浪费的问题,提出一种基于测风站点间相似性度量的站点布局优化方案。利用京沪高铁江苏段铁路沿线附近90 km范围内的43个地面气象站瞬时风速数据,通过克里金插值,模拟得出铁路沿线以10 km为间距的31个测风站点风速数据。以模拟的31个站点作为现有地面测风站点,并根据测风站点地形将铁路沿线划分为多块区域,通过改进的相似度函数增减测风站点,将测风站点的等间距布站改良为非均匀布站,实现以最少站点数目准确监测各区域风速特征的目的。相比于以往区域布站方法,实现了对沿线的布局优化。通过对京沪高铁江苏路段进行实验发现,优化后确定的12个测风站点能够更精确地表征沿线风速特征。该方法对未来铁路沿线测风站网的建设具有参考价值。     

气体阵列微喷射换热特性实验研究

针对近年来电子元件发热量和热流密度不断增大,导致其工作性能受到严重影响的问题,课题组用气体阵列喷射冷却的方法来加强电子设备换 热效果。为研究气体换热特性,实验采用0.5 mm及0.7 mm孔径线性排布的阵列孔板,通过改变喷射间距和喷射孔径,以氩气和空气为工质研究了不同条件下气体 射流冲击的换热特性。并将氩气的换热效果与空气进行比较。实验发现：气体射流冲击换热条件下的换热系数可达到150 W·m-2·K-1,明显高于传统 电子设备散热方式;在2 mm喷射间距下气体的射流冲击换热效果好于4 mm及6 mm;在3种喷射间距下,增大喷射孔径均能有效提高换热效果;在喷射孔径小,间 距小时,空气的换热效果好于氩气,当增大孔径和间距时,两者的换热效果变得十分接近。实验结果对工业应用有一定参考价值。     

隧道峒口废气对流扩散的数值研究

采用三维数值模拟的方法，对隧道峒口废气的扩散情况进行了预测和分析，揭示了在不同风速和风向条件下，峒口废气的扩散特征．计算结果表明，风速越高，废气离开峒口后，浓度衰减得越快；而横向风则会导致隧道两侧很大区域内的污染物浓度超标。因此，应采取有效措施，控制隧道峒口污染物的扩散。     

基于CFD的蒸气箱分区结构流场数值模拟

针对蒸气箱在开发改进过程中,缺少对内部蒸气流动特性的理论分析和有效开发手段而过于依赖设计经验的问 题,建立了基于计算流体动力学( CFD)的蒸气可压缩流动模型,采用了FLUENT的SST k-ω模型对蒸气箱内部分区结构 进行蒸气流动数值模拟：改变不同的输入条件,探索了蒸气箱内部的缓冲区、阻流区、主流区和扩散板等结构对蒸气喷射 稳定性、均匀性和热量损失的影响。研究表明：缓冲区与阻流区阶梯连接会产生较强的蒸气湍流,迅速降低喷射速度;阻 流板在降低流速,分散蒸气流动的同时,加剧蒸气湍流,影响蒸气输出速度和流量分布;扩散孔的形状分布直接影响了蒸 气喷射速度、流量和加热区域均匀蒸气层的形成     

暗挖电缆隧道四通竖井结构稳定性研究

研究暗挖过程中竖井的稳定性,以四通竖井工程为背景,采用midas GTS NX有限元软件对真实施工过程进行了数值模拟,并对超前小导管注浆措施进行论证,对比分析了土体变形规律、喷射混凝土应力变化,并得出了注浆加固措施的影响效果,认为超前注浆加固是必需的施工步骤。将实际施工过程的模拟结果与现场监测数据进行了对比分析,验证了数值模拟的可行性。结果表明:注浆与否对竖井的地表沉降范围影响不大,但对沉降值影响较大;注浆与否对坑底隆起值影响甚微,空间效应明显;水平位移的最大值出现在竖井底部,注浆与否对水平位移有明显影响;马头门附近的喷射混凝土应力变化显著,需要进行补强措施,为类似工程提供借鉴。     

硫在天然气中的溶解度实验研究

通过对天然气中硫溶解度的室内实验模拟,发现温度、压力和气体组成是影响硫在天然气中的溶解度主要因素。随着温度和压力的升高,硫的溶解度增大;同时气体中硫化氢以及重质组分的含量也是影响其溶解度大小的组分因素中最重要的两个因素,前者的作用说明了硫在天然气中的化学溶解的存在,而后者仿佛就是硫的天然物理溶剂,重质组分含量越高硫的溶解度越大,且随着组分中碳原子数的增加而增大。因此,硫在天然气中的溶解机理既包括化学溶解也包括物理溶解,是二者的有机结合。这对认识和防止高含硫气藏在开发过程中在地层发生硫沉积,合理高效地开发该类气藏提供了参考。     

致密砂岩天然气扩散能力研究

致密砂岩储层岩性致密，自生粘土矿物类型丰富且含量高，造成致密砂岩储层晶间微孔发育，岩石比表面积巨大，实验测得平均比表面积为2.13m2/g。在储层发育的纳微尺度空间内，天然气分子在其中的赋存状态以吸附为主，一旦微孔介质中天然气浓度发生变化，克努森数大于10时，吸附天然气将解吸、扩散、运移。实验室测定致密砂岩天然气扩散系数平均为6.86×10-5m2/s，通过模拟典型致密砂岩气井生产周期内天然气扩散量，证实扩散是致密砂岩天然气重要产出方式之一。     

带风扇叶片的短舱进气道地面涡数值仿真

为了研究短舱进气道在加入真实叶片后地面涡的发展规律,针对缩比的短舱进气道模型,分别在不同的侧风滑跑条件下对不同的短舱进气道模型进行三维流场定常数值仿真研究,给出了不同状态下流场涡量和总压分布云图,分析了来流条件和距地面高度对短舱进气道地面涡的影响。研究结果表明:侧风条件下,短舱进气道的总压恢复系数会随着侧风速度的增加而降低,同时也会随着距地面高度的增加而增加;相同条件下,纯侧风的地面涡强度最大,而无风滑跑状态的地面涡强度最小。     

喷孔锥度对喷气织机环槽型辅助喷嘴性能的影响

为提升引纬质量，课题组设计了一种环形槽型喷孔辅助喷嘴，并通过数值模拟探究辅助喷嘴结构对喷射性能的影响。课题组依据喷射出口面积等效原则，设计了3种环槽型辅助喷嘴，并分别建立了环形槽结合中心式辅助喷嘴的流场模型；利用FLUENT软件对建立的流场模型进行数值模拟，得到供气压力0.3 MPa时不同喷孔锥度的各环槽型辅助喷嘴对称面上速度云图、出口流速中心线上速度分布曲线图、气耗量，以及距喷嘴出口20，50，70 mm处截面速度分布图。结果表明：对同种环槽型辅助喷嘴，随着喷孔锥度增大，辅助喷嘴的喷射性能明显增强；喷孔锥度大于0°时,喷孔锥度增大各喷嘴出口处射流速度也随之增大。环槽型辅助喷嘴为喷气织机引纬提供了一种效率更高的方法。     

关于西气东输天然气污液分析

西气东输首站油田—末站轮南站，是一座塔里木各气田产品气的混合气与西气东输长输管道进行天然气商务交接的计量站。其天然气的质量直接影响到下游的安全使用和计量。对西气东输油     

水力喷射压裂孔内压力分布研究

水力喷射压裂工艺是集水力射孔和压裂一体的新型油田增产技术。在室内实验基础上， 运用流体力学计算方法， 对水力喷射压裂孔道内压力场进行计算， 得到了井下水力射流在地层孔道内的压力及速度分布， 揭示了喷嘴空间位置、 喷嘴数量、 孔道形状、 喷嘴压降和喷嘴直径对孔道压力的影响规律。结果表明：高速射流之间具有很强的独立性， 喷嘴空间位置和喷嘴数量不会影响孔道内压力； 水力射流在不同形状孔道内产生的压力相同； 孔道压力随喷嘴压降和喷嘴直径的增大而增加。     

应用小波变换提取输油管道泄漏突变信号

为减少输油管道泄漏事故造成的损失，需及时发现泄漏并判断出泄漏 的准确位置。依据负压波检测输油管道泄漏的基本原理，分析了压力信号的突变点以及噪声在小波变换下的不同特性，认识到突变信号的小波变换模极大值具有随尺度的增加而增加，而噪声的小波变换模极大值随尺度的增加而减小的特点，因此可以应用小波变换精确地检测到负压波到达输油管道两端传感器的时间差，结合负压波传播速度就可以算出泄漏点位置。针对具体数据给出了计算算例。应用结果表 明：小波变换法能准确的提取瞬态负压波的突变值，实现对输油管道的泄漏检测与定位。     

气中水含量对气藏流体相态与渗流的影响

考虑地层水的蒸发对烃类气藏生产的影响的研究较少，研究认为，从地层到地面过程中，气中水蒸汽含量的变化规律有3个阶段：近井区域的气-水两相平衡阶段；井底附近的未饱和阶段；井筒中某一点到地面的非平衡的“过饱和阶段”，也就是凝析水的产生。同时考虑到由于井底附近压力的降低，地层水的再蒸发，还可能对井底附近的储层造成盐堵，从而降低其渗透率对生产造成影响。当烃类气的组分含量变大时，平衡时其饱和水蒸汽含量相对较大；考虑实际地层中水蒸汽存在时，无论从实验室还是相平衡计算的结果来看，都使凝析气的露点压力有所降低。     

上海城市近地面层风场特征的初步研究

城郊下垫面结构的不同,造成了城郊风场上的差异,本文探讨了上海城市对近地面风场的影响。研究表明:城市通过其下垫面之摩擦作用明显地降低了市区的风速,并使得市区小风频率显著增加。城市的这一作用还引起城郊近地层风场结构的差异,在数百米内城区风速均小于郊区风速。上海市近地面层风速的连续分布可用退化的二参数Weibull分布精确地描述。     

改善井底流场能够提高钻速

自从喷射钻井技术广泛应用以来,人们一直在研究如何充分利用喷射钻头在井底获得的岑力功率,,以获得更好的钻井经济效益。本文介绍了喷射钻头井底流场液流流向、井底排屑量和井底液流压力的试验研究方法及其应用。研究表明,由于井底流场的不完善而形成的涡旋、回流和滞流区是造成岩屑在井底重复破碎,影响井底净化效率的重要因素,改善喷射钻头的井底流场,最大限度地减少这些因素的影响,能够更好地发掘喷射钻井技术的潜力,提高钻井速度,降低钻井成本。     

喷射安装导管作业中喷射管串力学分析

深水钻井喷射安装导管作业中喷射管串的结构特殊，受力复杂。作业过程中喷射管串系统的内、外层管柱处在不同的受力系统中，正确分析喷射管串系统在作业过程中的轴向力是分析管柱整体变形和应力的基础。分析发现：底部钻具组合的轴向力主要受马达、钻头压降产生的水力推力、射流反作用力及钻头钻压的影响，导管上的轴向力受地层和入泥导管之间的摩擦力影响，二者通过导管送入工具相互传递。计算了作业过程中喷射管串各部分的轴向力分布，并讨论了导管柱上的中性点随导管安装深度的变化规律，对喷射安装导管设计和作业具有实际意义。     

风资源评估中风切变指数的研究

为了对风资源进行准确有效的评估,对风切变指数这一重要参数进行了分析研究。根据风切变指数关系式,给出5种不同的方法分别计算风切变指数;然后根据计算得出的风切变指数与幂律公式推算已知高度的风速,再利用不同计算方法得出的结果与实测风速进行对比分析,选择误差最小的计算方法进行计算,得到较为准确的风切变指数。选用内蒙古乌兰察布市某测风塔共3个测风高度一年内完整的实测数据为例,采用上述方法计算该地区风切变指数,结果表明由于地面粗糙度和地形等因素的影响,不仅不同地区的风切变指数是不同的,即使是同一地区同一时间段的风切变指数也是不同的;因此,在进行风能资源评估时,应结合风电场的实际情况综合采用这5种方法,选取误差最小的风切变指数。