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开窗侧钻对钻柱螺纹应力与密封性能的影响分析
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作者 丁宇奇 李康健 +3 位作者 范清泉 芦烨 吕奇霖 贾威 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期75-86,共12页
为分析开窗侧钻过程对钻柱螺纹接头强度与密封性能的影响,考虑螺纹在倒划眼和开窗侧钻时的工作状态,建立了钻柱螺纹接头三维有限元模型,分析了复杂载荷下螺纹接头应力和接触压力的分布规律,研究了不同材料和不同公差配合下螺纹接头的应... 为分析开窗侧钻过程对钻柱螺纹接头强度与密封性能的影响,考虑螺纹在倒划眼和开窗侧钻时的工作状态,建立了钻柱螺纹接头三维有限元模型,分析了复杂载荷下螺纹接头应力和接触压力的分布规律,研究了不同材料和不同公差配合下螺纹接头的应力和密封性能,并与文献计算结果进行对比,验证了模型的准确性。研究表明:开窗侧钻时,螺纹接头受到的弯矩最大,主副台肩拉伸侧密封性能只有压缩侧的52.0%;倒划眼作业时,井口处钻柱受到的轴向载荷最大,外螺纹前两圈齿根应力超过屈服强度,存在断裂风险,主台肩面脱离、螺纹接头密封失效;随着材料弹性模量降低,螺纹接头在开窗侧钻时承受的弯矩减小,当材料弹性模量降至50.0%时,螺纹最大应力减小了17.0%,最小接触压力减小了19.6%;在极限公差下,螺纹接头主要由副台肩承受接触压力转变为主要由主台肩承受接触压力,副台肩应力得到改善,但密封性能完全失效。根据开窗侧钻过程中螺纹结构应力状态的研究结果,可通过改变螺纹材料和公差配合提高钻柱接头的安全性与密封性。 展开更多
关键词 开窗侧钻 倒划眼 螺纹接头 应力 密封性能
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海流作用下坠物沉降及撞击海底管道数值模拟研究
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作者 杨明 刘巨保 +2 位作者 丁宇奇 黄茜 靳翔 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1371-1380,共10页
采用基于浸入边界有限元法的流固耦合数值模拟方法,对海流作用下坠物撞击海底管道完整过程进行了数值模拟研究。数值结果表明:在自由沉降时,坠物的流向速度与海流速度基本一致,不同海流速度下相同质量的坠物垂向速度基本一致,但在较低... 采用基于浸入边界有限元法的流固耦合数值模拟方法,对海流作用下坠物撞击海底管道完整过程进行了数值模拟研究。数值结果表明:在自由沉降时,坠物的流向速度与海流速度基本一致,不同海流速度下相同质量的坠物垂向速度基本一致,但在较低的坠物质量和海流速度下会出现冲跃现象,球形坠物的垂向阻力系数比立方形坠物小,并且阻力系数随坠物质量的变化而变化,坠物沉降角度随海流速度的增加而增大;在坠物接近海底管道时,流向速度逐渐减小,垂向速度均为先增大后减小,立方形坠物减小程度要比球形坠物大,质量大的坠物垂向速度减小的程度也要比质量小的大;在坠物撞击管道时,球形坠物撞击速度比立方形大,撞击速度比自由沉降速度大,撞击角度比自由沉降角度小,最大应力和凹痕均比无海流作用时小,球形坠物应力减小幅度为4.44%~16.71%,立方形坠物应力减小幅度为9.29%~12.14%,球形坠物凹痕减小幅度为4.17%~30.58%,立方形坠物凹痕减小幅度为10.41%~14.44%。 展开更多
关键词 安全工程 海底管道 撞击 流固耦合 浸入边界有限元法 数值模拟
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不同起爆条件下双钢壁LNG储罐抗爆性能分析
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作者 于双锴 李晓琳 +4 位作者 芦烨 丁宇奇 尹青锋 李巧珍 谢清 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期45-57,67,共14页
由于双钢壁储罐具有建造周期短、投资小等优点,在LNG储存中应用越来越广泛,但其易在外罐受到外部冲击时引发内罐的破坏。为了分析储罐在不同外爆载荷条件下的破坏行为,以双钢壁LNG储罐为研究对象,考虑内、外罐及保冷材料之间的载荷传递... 由于双钢壁储罐具有建造周期短、投资小等优点,在LNG储存中应用越来越广泛,但其易在外罐受到外部冲击时引发内罐的破坏。为了分析储罐在不同外爆载荷条件下的破坏行为,以双钢壁LNG储罐为研究对象,考虑内、外罐及保冷材料之间的载荷传递与相互作用,建立了外罐-保冷材料-内罐多介质的多相耦合有限元模型,并对多影响因素下储罐在外爆载荷作用下的破坏进行了分析,探究其抗爆性能。结果表明:在外爆载荷作用下,内、外罐从迎爆面中心向内凹陷直至发生破坏,最大应力均在迎爆面中心,且越靠近中心应力值越大;内、外罐材料均先达到屈服强度后发生塑性变形,随后达到失效应变值并发生破坏;与外罐相比,内罐发生破坏的时间晚42.9%,变形范围和破坏范围分别小12.3%、6.7%;储罐的抗爆性能随着储存液位的升高和罐体容积的增大而增强,随着起爆位置从罐壁中心向上、下两侧移动而提高,在罐壁中心起爆时储罐的破坏程度最大。该研究成果可为双钢壁LNG储罐的设计和储存液位的控制等方面提供理论参考依据。 展开更多
关键词 双钢壁LNG储罐 抗爆性能分析 外爆载荷 多相耦合有限元模型 失效准则
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基于显式动力学计算的储罐内爆破坏影响分析
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作者 芦烨 邹士瑶 +4 位作者 丁宇奇 杨明 李晓琳 尹青锋 卢宏 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期75-87,共13页
储罐作为存储油气资源及其产品的主要设备,一旦发生爆炸并产生破坏,罐内燃烧的液体极有可能会从破坏位置流出,进而形成流淌火,将会造成无法挽回的大规模安全事故。以立式拱顶储罐为研究对象,考虑储罐结构与内外流体间的多相耦合,建立了... 储罐作为存储油气资源及其产品的主要设备,一旦发生爆炸并产生破坏,罐内燃烧的液体极有可能会从破坏位置流出,进而形成流淌火,将会造成无法挽回的大规模安全事故。以立式拱顶储罐为研究对象,考虑储罐结构与内外流体间的多相耦合,建立了罐内流体-储罐-罐外流体的内爆破坏三维有限元模型,并基于指数内聚力模型失效准则对储罐材料进行描述,通过在材料中插入黏结单元的方法模拟储罐的裂口扩展过程,开展内爆载荷作用下储罐的显式动力学破坏分析。结果表明:储罐起裂位置均位于液位以上,罐体起裂速度与起爆位置呈现正相关;随着内爆载荷的持续作用,储罐裂口不断扩展延伸至液位时,其扩展速度有所减缓;满罐液位状态下储罐未产生裂口,半罐液位降至空罐液位时,储罐平均破坏比由78.8%增至88.4%,储罐破坏程度与液位高度呈现负相关;储罐偏心起爆平均破坏比较中心起爆高1.6%,即储罐偏心起爆破坏程度更严重;储罐容积由1000m^(3)增至5000m^(3)时,若液位占储罐高度低于46%,储罐平均破坏比由88.2%增至88.6%,反之,储罐平均破坏比由86.4%降至84.4%。研究结果可为储罐爆炸事故的预防以及储罐弱顶结构的补强设计提供参考依据。 展开更多
关键词 储罐 内爆破坏 显式动力学 裂口扩展
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Optimization Strategies of Beijing Elderly Care Service Stations Based on Questionnaire Survey Method: A Case Study of Zhanlan Road Street of Xicheng District
5
作者 YUAN Shuai PENG Li +2 位作者 WANG Zhihao REN Pengyu ding yuqi 《Journal of Landscape Research》 2024年第3期15-20,26,共7页
4 elderly care service stations in Zhanlan Road Street,Xicheng District,Beijing are selected,and questionnaires are designed and distributed to the surrounding elderly population to understand their needs and satisfac... 4 elderly care service stations in Zhanlan Road Street,Xicheng District,Beijing are selected,and questionnaires are designed and distributed to the surrounding elderly population to understand their needs and satisfaction with the station environment.By observing elderly care service stations on site,the characteristics,obstacles,and shortcomings of the environment are recorded,and relevant data are collected and analyzed,such as the characteristics of the elderly population being interviewed,the planning and design data of the station environment,and the distribution of service facilities.The overall characteristics of the spatial environment of elderly care stations are summarized,and renovation measures and optimization suggestions are provided for the current shortcomings,thereby providing some basis for the spatial design of community elderly care service stations in the future. 展开更多
关键词 Old people Community elderly care service station Space renovation Optimization strategy
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Commuting Space of Primary and Secondary Schools in the Context of Child Friendly Cities:A Case Study of Bajiao Street of Shijingshan District
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作者 LIU Ping PENG Li +2 位作者 WANG Zhihao CONG Jing ding yuqi 《Journal of Landscape Research》 2024年第1期22-26,30,共6页
With the continuous promotion of the construction of child friendly cities,the school commuting space is an important component of the construction of child friendly roads.Based on the background of child friendly cit... With the continuous promotion of the construction of child friendly cities,the school commuting space is an important component of the construction of child friendly roads.Based on the background of child friendly cities,the commuting space of 11 primary and secondary schools in Bajiao Street is analyzed through literature analysis and field research methods.Firstly,the relevant literature on school commuting space is sorted out,and the characteristics of school commuting space are summarized,including transportation,landscape,culture,leisure,and security.Secondly,the characteristics of commuting space of primary and secondary schools in Bajiao Street are analyzed from three aspects:in front of the school gate,path space,and node space.This paper aims to provide reference and guidance for the future construction of children’s walking school commuting and promote the construction of a child friendly city. 展开更多
关键词 Child friendly cities School commuting space Bajiao Street Primary and secondary schools
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水陆两栖仿生海龟机器人设计与分析
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作者 丁钰骐 耿兴华 +3 位作者 周思衡 王野舟 石孟 施凯祥 《机械工程师》 2024年第4期121-127,共7页
针对传统机器人在水陆工作环境下运动模式转换的适应性问题,以海龟的水陆行进方式为出发点,分析了水下扑翼动作、水下转向和沉浮动作以及上岸后水翼折叠动作的实现方式,提出了一种采用扑翼传动机构、可变形自锁水翼机构、后腿机构和重... 针对传统机器人在水陆工作环境下运动模式转换的适应性问题,以海龟的水陆行进方式为出发点,分析了水下扑翼动作、水下转向和沉浮动作以及上岸后水翼折叠动作的实现方式,提出了一种采用扑翼传动机构、可变形自锁水翼机构、后腿机构和重心调节机构来实现水陆行进的水陆两栖仿生海龟机器人设计方案。建立了扑翼传动机构运动模型和仿生机器人整体重心仿真模型,分析了仿生扑翼运动特性并计算了固定配重安装位置。对仿生水翼进行力学分析,表明机器人能够实现可靠的水下扑翼运动。对仿生机器人关键零部件进行了流固耦合力学仿真分析和方案优化。试制了仿生机器人样机并进行了试验测试,实现了仿生机器人的基本功能。 展开更多
关键词 仿生海龟 扑翼运动 运动学分析 有限元分析
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基于多判别条件的储罐内爆弱顶性能评价分析
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作者 丁宇奇 杨超梁 +4 位作者 芦烨 杨明 张佳贺 刘凯 卢宏 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期144-153,共10页
储罐在偶发爆炸载荷作用下易发生结构破坏,致使罐内储液流出,从而造成巨大的经济损失,但采用弱顶设计的储罐在此类事故发生时能减少损失。为此,以立式拱顶储罐为研究对象,综合考虑储罐破坏过程中内部压力、应力以及裂纹扩展等因素,建立... 储罐在偶发爆炸载荷作用下易发生结构破坏,致使罐内储液流出,从而造成巨大的经济损失,但采用弱顶设计的储罐在此类事故发生时能减少损失。为此,以立式拱顶储罐为研究对象,综合考虑储罐破坏过程中内部压力、应力以及裂纹扩展等因素,建立了基于多判别条件的储罐内爆弱顶性能评价方法。同时,通过数值模拟手段,采用CEL(coupled Euler-Lagrange,耦合欧拉-拉格朗日)流固耦合算法建立了储罐内爆三维有限元模型,对内爆载荷作用下储罐的破坏过程及不同影响因素下储罐的弱顶性能开展研究。计算结果表明:在基于压力和应力的弱顶性能评价中,储罐在90°,135°,180°位置处的峰值压力比大于1,满足弱顶要求;在基于结构断裂的弱顶性能评价中,由于裂纹延伸到液位以下,2条裂纹分别穿过液位1.99 m和5.21 m,储罐不具备弱顶性能。随着储罐容积的增加、液位的升高,储罐的弱顶性能增强。根据计算所得结果,采取在液位以上设置防护圈的方法对储罐进行优化,使得非弱顶储罐满足弱顶结构设计要求。所建立的储罐弱顶性能评价条件可为储罐的弱顶设计及分析提供参考。 展开更多
关键词 储罐 内爆 结构破坏 裂纹 弱顶
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井口无支撑段连续油管极限拉压载荷分析 被引量:2
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作者 杨明 刘巨保 +3 位作者 王田玉 丁宇奇 岳欠杯 杨宝 《东北石油大学学报》 CAS 北大核心 2023年第1期116-126,I0008,共12页
井口无支撑段连续油管内外压差最大且无井筒约束,易发生弯曲甚至折断。根据Lame公式,推导无支撑段连续油管在轴向载荷和内压作用下极限拉压载荷的理论计算公式;根据ASME规范,建立极限拉压载荷的数值模拟方法,与理论计算公式、试验数据... 井口无支撑段连续油管内外压差最大且无井筒约束,易发生弯曲甚至折断。根据Lame公式,推导无支撑段连续油管在轴向载荷和内压作用下极限拉压载荷的理论计算公式;根据ASME规范,建立极限拉压载荷的数值模拟方法,与理论计算公式、试验数据进行验证,采用理论公式计算不同钢级和壁厚的无缺陷连续油管在内压作用时的极限拉压载荷曲线,采用数值方法模拟含椭圆度和壁厚减薄缺陷的连续油管在内压作用时的极限拉压载荷曲线。结果表明:随钢级和壁厚的增加,连续油管的极限拉压载荷逐渐增大;随内压增加,连续油管的极限拉伸载荷先增大后减小,具有极值点,极限下压载荷与内压呈抛物线形式降低;在内压较高时,椭圆度和壁厚减薄缺陷大幅降低连续油管的极限拉压载荷。该结果为现场射孔和压裂作业时井口无支撑段连续油管的压力和载荷评价提供依据。 展开更多
关键词 连续油管 极限载荷 钢级 壁厚 椭圆度 壁厚减薄 无支撑段 井口
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Spatial Pattern of Compulsory Education Resources in Shijingshan District of Beijing under the Background of Big Data
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作者 LIU Ping WANG Zhihao +2 位作者 ding yuqi MA Minghao REN Pengyu 《Journal of Landscape Research》 2023年第6期95-100,共6页
With the continuous development of promoting high-quality and balanced basic education and the continuous advancement of research on spatial layout of school,it aims to ensure that the public enjoys educational resour... With the continuous development of promoting high-quality and balanced basic education and the continuous advancement of research on spatial layout of school,it aims to ensure that the public enjoys educational resources fairly.Based on 63 items of POI data of primary and secondary schools in Shijingshan District,Beijing,this study analyzes the spatial layout,degree supply,and coverage of primary and secondary schools in Shijingshan District using three spatial analysis methods:ArcGIS average nearest neighbor,kernel density analysis,and standard deviation ellipse.The results show that the spatial layout of primary and secondary schools in Shijingshan District,Beijing is characterized by overall clustering:the central region is high-density distribution,while the eastern and western parts are scattered.Moreover,this spatial structure continues to develop along the northwest-southeast direction.Although the high-density population areas in the nine streets correspond to the high-density distribution of schools,the service scope of primary and secondary schools does not cover all residential areas,and the distribution of residential areas within the coverage range is uneven.At the same time,the actual degree supply in Shijingshan District is insufficient. 展开更多
关键词 POI data Spatial analysis Educational resources COVERAGE
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分层压裂管柱冲蚀特性数值模拟与实验分析 被引量:15
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作者 丁宇奇 兰乘宇 +2 位作者 刘巨保 迟云萍 董春鹏 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期231-236,共6页
水力分层压裂技术由于施工排量大、携砂量大、管柱工具井下工作时间长,导致压裂管柱工具部件冲蚀严重。为了研究井下压裂工具冲蚀规律,有针对性分析了井下压裂部件的3种易冲蚀结构:轴向键结构、径向开孔结构和变径结构。采用CFX流场仿... 水力分层压裂技术由于施工排量大、携砂量大、管柱工具井下工作时间长,导致压裂管柱工具部件冲蚀严重。为了研究井下压裂工具冲蚀规律,有针对性分析了井下压裂部件的3种易冲蚀结构:轴向键结构、径向开孔结构和变径结构。采用CFX流场仿真模拟软件,研究了混砂液在易冲蚀结构位置的流场分布,总结出混砂液对易冲蚀结构的冲蚀磨损规律,并通过井下易冲蚀部件实验对有限元计算结果进行了验证。研究表明,键尖冲蚀率随轴向键的键尖形状由大到小变化顺序为:键尖角度60°、90°、45°、180°(键尖圆形)、30°,且键尖部位冲蚀率明显大于键尾冲蚀率;方形出砂口比圆形出砂口抗冲蚀能力强;缩径结构变径比越小冲蚀影响越明显,扩径结构的冲蚀影响可忽略;室内实验结果与有限元计算结果的最大相对误差为10.9%,说明了数值模拟结果的准确性。研究结果为分层压裂工具结构与管柱组合设计提供了理论和施工依据。 展开更多
关键词 压裂管柱 冲蚀 数值模拟 轴向键结构 径向开孔结构 变径结构
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钻头钻削桥塞过程受力分析与试验研究 被引量:2
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作者 兰乘宇 丁宇奇 +3 位作者 刘巨保 戴子威 周辉宇 刘玉喜 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期68-74,共7页
为了定量分析和控制连续油管钻头钻削桥塞过程中的钻压和扭矩,预防钻屑过大,返屑困难,对复合桥塞钻削过程进行了力学分析。通过建立连续油管钻头钻削桥塞过程力学分析模型,分析了钻头钻压与压入深度和扭矩与切屑之间的力学关系,得到了... 为了定量分析和控制连续油管钻头钻削桥塞过程中的钻压和扭矩,预防钻屑过大,返屑困难,对复合桥塞钻削过程进行了力学分析。通过建立连续油管钻头钻削桥塞过程力学分析模型,分析了钻头钻压与压入深度和扭矩与切屑之间的力学关系,得到了钻压、扭矩与切削深度的力学方程。为验证该力学方程计算结果的准确性,在2口井进行了现场试验,共钻掉9个桥塞。试验显示,计算结果与现场试验结果的最大相对误差为15%,可满足预测实际钻塞深度的精度需求。研究结果表明,建立的连续油管钻头钻削桥塞过程力学分析模型可以描述钻压、扭矩与切削深度之间的力学关系,对桥塞钻削施工中钻压与扭矩的控制具有指导意义。 展开更多
关键词 连续油管 钻头 桥塞 钻压 扭矩 切削深度
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基于多相耦合的含缺陷埋地管道外爆破坏影响因素研究 被引量:4
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作者 丁宇奇 戴子威 +3 位作者 芦烨 杨明 张强 叶碧涛 《压力容器》 北大核心 2020年第4期21-30,共10页
含缺陷埋地管道受到外爆载荷作用时缺陷处可能会发生贯穿,并进一步引起管道大面积破坏。考虑含缺陷管道与管内流体的流固耦合作用、土体与管道间的接触作用,建立了土体-含缺陷管道-流体的外爆多相耦合模型。基于损伤积累的破坏准则,计... 含缺陷埋地管道受到外爆载荷作用时缺陷处可能会发生贯穿,并进一步引起管道大面积破坏。考虑含缺陷管道与管内流体的流固耦合作用、土体与管道间的接触作用,建立了土体-含缺陷管道-流体的外爆多相耦合模型。基于损伤积累的破坏准则,计算管道缺陷处在外爆载荷作用下的损伤积累比率,分析了管道破坏的损伤积累过程。通过对比不同缺陷深度、形状,探讨缺陷结构对管道破坏的影响;并通过改变炸药量、爆心距,探讨外爆载荷对管道破坏的影响。结果表明:缺陷损伤在壁厚方向外侧大于内侧,二者之间的差值随时间推移而减小,最终二者损伤达到极限使管道破坏。损伤值随缺陷深度的增加而增大,圆形缺陷要比菱形和椭圆形对爆炸波抵抗能力强80%;管道损伤速度随炸药量增加而增大,1 m爆心距比3 m的损伤值高出2140%,管道破坏对爆心距的敏感度高于炸药量。研究成果可为工程爆破施工和预防含缺陷管道的外爆破坏提供参考。 展开更多
关键词 埋地管道缺陷 外爆 多相耦合 损伤积累
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不同排列方式和间隙比下双圆柱流致振动特性研究 被引量:1
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作者 刘巨保 杨明 +2 位作者 岳欠杯 丁宇奇 姚利明 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2018年第4期105-113,共9页
采用基于ALE的流固耦合分析方法,将圆柱体振动模型简化为平面双自由度质量-弹簧-阻尼系统,进行了计算参数无关性分析。对不同θ角和间隙比T下的双圆柱流致振动进行数值模拟,并与单圆柱振动计算结果进行比较,得到了不同θ角和间隙比T下... 采用基于ALE的流固耦合分析方法,将圆柱体振动模型简化为平面双自由度质量-弹簧-阻尼系统,进行了计算参数无关性分析。对不同θ角和间隙比T下的双圆柱流致振动进行数值模拟,并与单圆柱振动计算结果进行比较,得到了不同θ角和间隙比T下中心圆柱的升阻力系数、流场分布和运动轨迹变化情况。通过分析发现小间隙比下由于两圆柱间的相互干扰,改变了中心圆柱的尾涡结构,导致了升力和阻力系数随不同θ角而发生变化;小间隙比下由于两圆柱间的相互干扰影响,均使中心圆柱的轨迹在不同θ角下发生了较大的变化,顺流向的振动频率与单圆柱振动时相比出现了多倍频,导致其运动轨迹发生了变化。 展开更多
关键词 流致振动 双圆柱 不同排列 间隙比 升阻力系数
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基于多相耦合的钢制双层LNG储罐外爆响应特性分析 被引量:3
15
作者 丁宇奇 谢清 +3 位作者 芦烨 杨明 张佳贺 赵砚峰 《压力容器》 北大核心 2022年第6期28-39,共12页
以钢制双层LNG储罐为研究对象,考虑外罐、保冷材料与内罐之间的载荷传递和罐内流体对外爆载荷的作用,建立了一个探究保冷材料的不同状态和不同液位因素的空气-储罐-罐内流体多相耦合有限元模型,开展爆炸冲击波载荷计算以及储罐结构响应... 以钢制双层LNG储罐为研究对象,考虑外罐、保冷材料与内罐之间的载荷传递和罐内流体对外爆载荷的作用,建立了一个探究保冷材料的不同状态和不同液位因素的空气-储罐-罐内流体多相耦合有限元模型,开展爆炸冲击波载荷计算以及储罐结构响应特性研究。计算结果表明,完整状态的保冷材料对爆炸冲击波形成了极大阻力,保冷材料从完整至破碎过程中,爆炸反射压力逐渐降低,外罐和内罐变形增大甚至会发生破坏;半罐和满罐时,内罐达到压力峰值时间都比空罐延迟,且峰值都比空罐有所降低,液位的存在使内、外罐抵抗爆炸冲击波能力提高。算例表明,保冷材料完整时,内、外罐受到爆炸压力的影响较小;保冷材料完全破碎时,外罐出现了破口,内罐的变形达到了1490 mm,随后开始出现破口;半罐和满罐时,外罐对爆炸冲击波抵抗能力都比空罐时提高了至少一倍,内罐对爆炸冲击波抵抗能力比空罐时分别提高了20%和85%左右。研究结果可为钢制双层LNG储罐在外爆载荷作用下的响应分析提供理论参考。 展开更多
关键词 钢制双层LNG储罐 外爆载荷 多相耦合 保冷材料 结构响应
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储罐内爆碎片多相耦合计算方法与抛射轨迹研究 被引量:3
16
作者 丁宇奇 卢宏 +4 位作者 芦烨 谢清 杨明 张佳贺 刘凯 《压力容器》 北大核心 2022年第8期28-39,共12页
以球形储罐为研究对象,考虑罐内气体-球罐(碎片)-罐外气体的多相耦合以及爆炸载荷的传递方式,采用CEL(耦合欧拉-拉格朗日法)流固耦合算法建立储罐内爆三维有限元模型,通过粘结单元的失效间接描述球罐材料的破坏,保证了球罐材料的质量守... 以球形储罐为研究对象,考虑罐内气体-球罐(碎片)-罐外气体的多相耦合以及爆炸载荷的传递方式,采用CEL(耦合欧拉-拉格朗日法)流固耦合算法建立储罐内爆三维有限元模型,通过粘结单元的失效间接描述球罐材料的破坏,保证了球罐材料的质量守恒,进而对内爆载荷作用下球罐的动力响应、碎片的产生以及碎片抛射轨迹开展研究。以1600 m^(3)球罐为例,其计算结果表明:在空罐状态下球罐产生碎片的数量为14个,碎片的速度在61.2~75.6 m/s之间分布,考虑碎片不同初始位置以及空气阻力的影响,求解得到最大抛射高度为231 m、最大抛射距离为548 m;对比蒙特卡洛方法,多相耦合计算方法得到了碎片的具体数量、形状和质量;爆炸总能量到碎片动能的能量转化效率比蒙特卡洛方法中的最小值偏小35.5%,碎片的最大抛射高度偏小12.2%,最大抛射距离偏小8.7%。该多相耦合方法可为储罐内爆破碎研究提供参考。 展开更多
关键词 储罐内爆 多相耦合 碎片 抛射轨迹 蒙特卡洛方法
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基于新工科理念的“石化装备设计综合实训”课程改革与实践
17
作者 林玉娟 丁宇奇 +1 位作者 杨志军 刘长海 《装备制造技术》 2021年第9期80-84,共5页
实训类别的课程有利于使过程装备与控制工程专业的学生树立大工程理念、提升学生对工程实际问题的解决能力。而课程实训作为理论课程学习的拓展,可以使学生的工程实践和设计等方面的能力得以提高,并且可以提升他们的基本工程素养。以往... 实训类别的课程有利于使过程装备与控制工程专业的学生树立大工程理念、提升学生对工程实际问题的解决能力。而课程实训作为理论课程学习的拓展,可以使学生的工程实践和设计等方面的能力得以提高,并且可以提升他们的基本工程素养。以往的课程设计多数是为了满足某一门课程的需要而设置的,通常只隶属于某一门课程,且与其它课程之间没有衔接,这就使得学生难以学到完整的知识体系。基于此,介绍了基于新工科理念的"石化装备设计综合实训"改革和实践情况。该综合性课程实训的设置理念是基于专业认证和新工科教育培养的要求而进行的改革和实践探索,阐述了"三核心、多综合"综合性课程实训的构建模式和实践效果。 展开更多
关键词 课程实训 新工科 专业认证 综合性课程实训
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涡激诱导并列双圆柱碰撞数值模拟研究 被引量:7
18
作者 杨明 刘巨保 +2 位作者 岳欠杯 丁宇奇 王明 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1785-1796,共12页
圆柱类结构物的涡激振动是工程中较为常见的一种现象,如果圆柱结构物之间的距离较小,就会产生涡激诱导碰撞现象,而涡激碰撞会比涡激振动对结构物疲劳破坏产生更严重的威胁.采用浸入边界法模拟流体中的动边界问题,避免了传统贴体网格方... 圆柱类结构物的涡激振动是工程中较为常见的一种现象,如果圆柱结构物之间的距离较小,就会产生涡激诱导碰撞现象,而涡激碰撞会比涡激振动对结构物疲劳破坏产生更严重的威胁.采用浸入边界法模拟流体中的动边界问题,避免了传统贴体网格方法在求解流体中存在固体间碰撞问题时出现数值求解不稳定问题,采用有限元方法对圆柱的运动和碰撞进行求解,通过数据回归方法建立了流体流动条件下的润滑模型,对不同间隙比下涡激诱导并列双圆柱振动及碰撞过程进行了数值模拟,数值结果表明,如果两圆柱产生了碰撞将会有连续的碰撞发生,碰撞时出现了多阶频率,振动主频率要比无碰撞时大,两圆柱碰撞时的相对速度比自由来流速度小;当两圆柱相互接近时,随着涡环分离角度的逐渐倾斜,横向流体力先逐渐减小,当两圆柱间涡环开始相互影响发生挤压时,横向流体力开始逐渐增大;当两圆柱开始反弹时,两圆柱间形成了低压区,改变了横向流体阻力的方向,使两圆柱又产生了接近运动,如此反复从而产生了碰撞后横向流体力和圆柱速度的振荡现象. 展开更多
关键词 涡激振动 碰撞 浸入边界法 有限元法 润滑模型
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基于浸入边界-有限元法的流固耦合碰撞数值模拟方法 被引量:8
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作者 杨明 刘巨保 +2 位作者 岳欠杯 丁宇奇 姚利明 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2019年第8期880-892,共13页
针对流固耦合碰撞问题,建立了流体中固体与固体碰撞界面解析直接模拟方法,采用清晰界面浸入边界法模拟流体中的动边界问题,避免了传统贴体网格方法在求解流体中存在固体间碰撞问题时网格出现负体积的问题,采用基于罚函数的有限元方法对... 针对流固耦合碰撞问题,建立了流体中固体与固体碰撞界面解析直接模拟方法,采用清晰界面浸入边界法模拟流体中的动边界问题,避免了传统贴体网格方法在求解流体中存在固体间碰撞问题时网格出现负体积的问题,采用基于罚函数的有限元方法对固体的运动和碰撞进行求解,以分域耦合方式实现流体域和固体域的耦合求解.通过与静止流体中球形颗粒与壁面正碰撞和斜碰撞的实验数据对比,验证了建立的数值模拟方法对流体中固体与固体碰撞数值模拟的正确性,获得了流体域流场在碰撞前后随时间的变化,同时通过该文建立的数值模拟方法也获得了固体域中固体的碰撞力和应力.未来,将把该数值模拟方法应用到流体流动环境中,如固体颗粒对管道的冲蚀、流体诱导海洋立管之间的碰撞、坠物对海底管道的撞击等. 展开更多
关键词 浸入边界法 有限元法 分域流固耦合 碰撞
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新工科教育背景下虚实结合压力容器安全检测系列实验课程建设与探讨——以东北石油大学为例
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作者 丁宇奇 马云阔 蒋鹏 《科教文汇》 2021年第31期109-111,共3页
东北石油大学的过程装备与控制工程是国家一流专业建设点,如何从国家一流专业建设点的建设要求出发,结合新工科教育背景的相关要求,打造一流的实验课程是本专业建设的主要目标之一。为此,文章以虚实结合的压力容器安全检测实验课程为例... 东北石油大学的过程装备与控制工程是国家一流专业建设点,如何从国家一流专业建设点的建设要求出发,结合新工科教育背景的相关要求,打造一流的实验课程是本专业建设的主要目标之一。为此,文章以虚实结合的压力容器安全检测实验课程为例,介绍了新工科教育模式下的课程改革思想和方法。通过虚实结合的实验课程建设与改革,一方面通过真实实验操作过程锻炼了学生的动手能力,另一方面让学生感受压力容器高压爆破的场景、了解压力容器高压爆破过程,培养了学生应用现代技术解决实际问题的综合能力。 展开更多
关键词 新工科 一流专业 虚实结合 实验课程
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