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[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
包劲青 杨晨旭 许建国 刘洪霞 王高成 张广明 程威 周德胜
以有限元方法为基础,采用2套方程描述水力压裂过程中岩石变形、裂缝扩展、裂缝内流体流动和滤失等关键力学问题。通过同步求解2套耦合有限元方程,建立水力压裂全三维全耦合数值模拟模型。通过数值模型和经典的水力压裂物理实验对比,在流体净压力、裂缝宽度、裂缝长度及裂缝扩展模态等方面数值实验结果和物理实验结果具有良好的一致性。模型得到经典物理实验验证,同时表明裂缝宽度即使在微米级别水力压裂理论中的立方体定律仍然适用。
关键词：
水力压裂 全三维模型 有限元 实验验证
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
徐伟 闫滨 杨国范 胡志华
为了解某待建水电站地下厂房结构设计的合理性,通过三维有限元数值模拟对厂房楼板、机墩、立柱、蜗壳混凝土、尾水管等重要部位设计成果进行模态及谐响应分析,结果表明:初步设计成果是合理的,并为该电站厂房的安全监测系统设计提出建议,为该电站厂房的施工图设计及日后工作顺利开展提供了重要的理论支持。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
徐文雪 吕振华
利用双气室式液阻减振器的较精细三维流-固耦合有限元仿真分析模型获得了减振器的高速阻尼特性,并进行了实验验证。系统地分析了双气室式液阻减振器在不同初始气室容积、初始充气压强下的高速阻尼特性,并与相应的单气室式液阻减振器的阻尼特性进行了对比。单气室式液阻减振器压缩室内气室会增加压缩行程中油液的空化可能性,双气室式液阻减振器可克服这一问题,但会导致行程初期阻尼力的延迟反向。选择较小气室容积、较大充气压强的参数匹配方案可获得较好的阻尼特性;阻尼力反向迟滞时长比值随活塞振动频率的增大而增大;在活塞位移幅值相同的工况下,压缩行程迟滞阻尼力比值随频率的增大(2.5～15 Hz)而减小,伸张行程迟滞阻尼力比值随着活塞振动频率的增大先增大(2.5～10 Hz)、后减小(10～15 Hz)。该研究结果对于双气室式液阻减振器的设计具有重要意义。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
郝竹林 闵涛 谷明礼 冯民权
【目的】对污染物在土壤环境中的运移分布规律进行模拟,并对模型中的主要参数进行反演。【方法】以土壤中的硝酸盐氮和氨氮为研究对象,建立一维数学耦合模型,用建立的模型对不同时间和不同深度土壤的硝酸盐氮和氨氮含量变化进行分析,并给出其求解的有限元过程。在此基础上,采用微分进化算法对建立的一维耦合模型的多个参数进行反演。【结果】构建了土壤污染一维耦合模型,用该模型对不同时间和不同深度土壤的硝酸盐氮和氨氮含量变化进行分析,结果表明,污染物在土壤中的含量达到一定值后会趋于稳定或降低,说明污染物在土壤中先有一个积累过程,然后有一个释放过程。采用微分进化算法反演得到的一维耦合模型的主要参数值与真值较为接近。【结...
关键词：
土壤污染 有限元方法 微分进化 参数反演
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
周游 陈根发 陈明洪 陈鑫 何茜
为克服传统计算流体动力学离散元法(CFD-DEM)中流体网格需为颗粒尺寸数倍的限制,该文综合考虑相间作用力和颗粒湍流相互作用,建立了基于扩散平均算法的全耦合CFD-DEM密集颗粒水力输送模型。经实验验证,全耦合模型能很好地预测管内两相流动特性。研究了管道倾角对2 mm粗颗粒水力输送特性包括颗粒空间分布、两相轴向速度、流体湍动能和压降等的影响。结果表明:随着倾角增加,颗粒由偏向管道底部堆积的分布逐渐向近乎均匀的分布转变,流体轴向速度和湍动能分布先逐渐不对称后恢复对称,在60°时不对称程度最大;颗粒颗粒和颗粒壁面间碰撞次数均随倾角增加先略微增加后迅速减小;两相流压降随倾角增加先增加后减小,在60°时最大。为降低能耗,输送颗粒应避免使用60°倾斜管,尽量使用小角度或大角度倾斜管。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
康婷 白应生 郭增玉
视抽水井为定流量边界,并假定流量沿井壁的分布是均匀的,在此条件下建立了黄土厚潜水层深井抽水时的三维渗流模型,并用C++语言编制了三维有限元程序,计算了单井抽水、双井抽水时水位随时间的变化规律,计算结果与观测结果误差较小。另计算了少陵塬隧洞第一期降水方案的降水效果,表明其不能满足施工进度的要求,并对此方案作了修改,在后期施工中取得了良好的降水效果。
关键词：
黄土潜水层 三维有限元 深井降水
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
储德淼 母军 康柳 赖宗元
【目的】单板层积材应用广泛,但其性能测试多采用破坏性实验方法,存在检测效率低且会造成资源浪费的不足。本研究对一种新型层积板材及其制得的托盘进行无损检测,旨在为木质层积材及制品性能的高效、精确检测提供理论参考和技术支撑。【方法】将三维光学检测法与有限元仿真分析相结合,首先采用数字散斑法测量并计算获得新型层积板材的弹性常数(包括弹性模量,泊松比,剪切模量);然后导入有限元仿真分析中,分别选取layer单元和solid 185单元对板材模型进行网格划分和静力模拟,优化其仿真模拟参数;参照国际标准ISO 8611—2011对新型层积板材托盘性能进行检测,利用Solidworks建立及装配托盘模型,在ANSYS workbench软件中对托盘整体结构进行整体抗压、底板抗压、面板抗压和角跌落等仿真模拟,并与实验测试结果进行对比分析。【结果】三维光学法获得的弹性参数可以应用于新型层积板材及其制品的有限元仿真分析中,ANSYS有限元仿真结果可靠;将新型层积材作为整体结构,选用solid 185单元的仿真模拟结果与实际测试情况最为接近;新型层积材托盘静力仿真分析中托盘的最大变形与实验结果相近,4种工况仿真分析结果与实测结果相同。【结论】三维光学检测法结合有限元仿真分析可以对木质层积材及其制品的受力、变形和破坏情况进行无损检测,可达到高效和节能的目的。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李沁 代朝辉 卢渊 伊向艺 陈文玲 刘旭 吴元琴
非常规油气储层物性特征差、应力条件复杂，水力压裂是提高非常规油气勘探开发效率的关键技术之一。该文研制了轴向应力独立加载的全直径岩心水压致裂超声波检测装置，实验装置包含多套独立加压系统，可以模拟实际地层的复杂应力条件，并根据声发射实时检测岩石破坏特征。基于实验装置开展了30°、45°、60°天然裂缝的岩心进行复杂应力条件下的水力压裂实验，实验结果表明：含45°天然裂缝的岩心相较于其他角度稳定性最差，压力达到14.1 MPa时产生破裂，声发射特征明显；天然诱导应力干扰下，水力裂缝逼近时扩展路径发生偏移，随着天然裂缝角度增大，偏移更加明显。该实验装置可以为复杂应力的储层增产改造提供理论依据。
关键词：
复杂应力 天然裂缝 水力压裂 声发射特征
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
陈修斌 潘林 王勤礼 谢鑫星
采用三因素二次回归通用旋转组合设计,研究了灌水量、氮肥、钾肥的耦合效应对番茄的影响,得到番茄产量对三因素的回归数学模型。结果表明:三因素影响番茄产量的顺序依次为施氮量、灌水量、施钾量,各因素间存在交互作用。经计算机模拟得出,番茄产量达到最高值89.15.thm-2时,其对应的灌水量、施氮量和施钾量分别为2 637.2 m3.hm-2、374.1 kg.hm-2和51.6 kg.hm-2。对模拟结果进行的验证试验表明,模型优选所得到配施方案的番茄产量最高。
关键词：
温室番茄 水肥耦合 数学模型 优化方案
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
邓益军 刘经洪 霍晓程
对于某种三维椭圆边值问题,首先借助Bramble-Hilbert引理证明了长方体单元上Lobatto点和Gauss点分别是三维投影型插值算子Πm的函数和导数的超收敛逼近佳点.然后应用三维投影型插值算子理论和插值逼近性质等得到了正规剖分下三维投影型插值的超收敛基本估计,并在此基础上结合三维离散Green函数与离散导数Green函数理论,研究获得了Lobatto点和Gauss点处三维长方体有限元函数及导数的高精度超收敛结果.
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
张仕林 戴飞 赵武云 张雪坤 魏万成 史瑞杰
为深入研究全膜双垄沟覆膜机作业时的镇压性能,结合全膜双垄沟种床构建农艺要求,探讨作业机镇压部件与种床土壤间的相互作用规律及影响。利用ABAQUS/Explicit分析软件建立镇压装置轮组与种床土壤相互作用的三维有限元模型,并进行镇压过程数值模拟。仿真结果表明,前进速度为1 m/s时,应力云图结果显示,镇压装置轮组与种床土壤之间的最大接触应力为1.20×10~(-2) MPa,在镇压轮作用下,大垄垄面土壤下沉16.61 mm;经由打孔轮作业所形成的的渗水孔在机具前进方向上偏移6.62 mm,渗水孔平均深度为31.84 mm,相邻渗水孔相距225.75 mm;垄体对镇压轮的最大阻力发生在接触后第1.15 s,且最大土壤阻力为137.156 N;打孔轮在垄沟内运动时所受最大阻力为51.38 N;镇压轮及打孔轮整个过程中受平均土壤阻力大小为104.78和15.02 N。田间验证作业效果对比表明,该三维有限元模型可用于预测镇压装置工作过程中的工作情况。
关键词：
土壤镇压 全膜双垄沟 仿真 ABAQUS
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
魏文礼 张沛 刘玉玲
研究沉淀池的水力特性,为提高污水处理效率提供理论支持。采用两相流混合模型对平流式二次沉淀池水力特性进行三维数值模拟。选取Realizableκ-ε湍流模型封闭两相流时均方程,控制方程的离散使用了有限体积法;速度与压力耦合求解时使用了压力隐式算子分裂PISO(pressure-implicit with splitting of operators)算法,模拟自由水面采用VOF(volume of fluid)法。通过模拟获得速度、紊动动能等在空间上的分布规律。将模拟结果与实测资料进行对比验证,结果表明:两者吻合较好,说明该模型能够较好地模拟沉淀池中水力特性的分布规律,可为沉淀池的体型设计提供一...
关键词：
平流式沉淀池 数值模拟 湍流
[期刊] 情报理论与实践
[作者]
俞扬信
本文借鉴文本检索领域的研究成果,利用标注文字信息描述单个模型的语义,采用语义树表达三维模型间的语义,基于WordNet计算检索关键词与语义树中节点的语义相似性,返回语义相关性强的模型。提出较灵活的返回策略,筛选各语义相关节点的代表模型,便于用户进一步优化检索结果。实验结果表明,基于语义树的三维模型检索方法能够提高信息检索的效率,具有较高的理论及应用价值。
关键词：
信息检索 语义树 三维模型 语义相似性
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
杨飞 傅旭东
传统平面二维水动力模型模拟弯道水流时,将流速垂向分布固定化,不能随边界变化和二次流发展进行调整,而垂向完全自动调整的三维水动力模型计算效率低。该文采用谱方法将平面流速的垂向分布用正交多项式表示,通过加权余量法建立简易三维模型,对流项采用基于Gauss点的半Lagrangian法(semi-Lagrangian scheme,SLS)计算。由急弯弯道水流试验验证可知,多项式阶数大于1时模拟结果较好。弯道主流线位置预测整体误差不超过7%,精度和传统的三维水动力学模型相当。对涡黏性系数简单求解,但考虑了垂向和水平方向的差异性,能够得到合理的弯道水流结构。垂向基于谱方法建立的三维模型,无垂向网格离散,计算量明显减少,获得了与平面二维模型相当的计算效率。
[期刊] 上海海洋大学学报
[作者]
林军 闫庆 李纲
根据1998-2011年7-12月的东中国海鲐鱼渔业数据,应用数理统计方法对中心渔场作业位置与海区表温的关系进行了定量分析。以北纬32°为界,将东中国海鲐鱼渔场分为北部黄海渔场和南部东海渔场两部分,分别给出了各月份北部和南部渔场的最适表温范围。基于海洋模式ECOM-si建立了东中国海区的三维温盐流数值模型,结合各月份的最适表温数据,初步建立了鲐鱼渔场渔情预报模块。应用此预报模块,对鲐鱼主要作业期(7-12月)的中心渔场位置进行了回报,结果与历史捕捞作业数据符合良好。数值模型结果再现了北部渔场8月份起在黄海深水区周边发展,10月达到最盛,11月渔场位置南移,12月基本位于黄海海盆深水区的过程;以...
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