水力压裂模拟实验中的相似准则

目前预测裂缝的几何形态多采用数值模拟方法 ,所应用的模型是比较简单的二维或拟三维模型。无论是从研究裂缝扩展机理的角度 ,还是从发展、验证新模型的角度来讲 ,模拟实验都是最基本的环节。相似理论可用来指导实验的根本布局。文章通过相似理论中的方程分析法将压裂控制方程无因次化 ,并导出对水力压裂模拟实验具有指导意义的相似准则与相似比例系数。该相似准则与de .Pater基于二维模型所得结果大体吻合。

基于广义位势理论的类剑桥模型

广义位势理论直接从数学原理出发建立本构模型,避开了传统塑性理论中塑性势函数等复杂概念,为研究岩土本构模型提供了新的思路。基于广义位势理论中土的应力空间多重势面模型,对剑桥模型"能量方程假设"的数学原理进行分析,从数学角度上建立了一个改进的剑桥模型(即类剑桥模型),而修正剑桥模型等可作为其特例。利用不同应力路径下的试验数据对其合理性进行验证,并与剑桥模型进行对比分析。结果表明:类剑桥模型的参数确定方便、自由,计算结果与试验较一致,甚至优于修正剑桥模型;类剑桥模型所采用的数学原理更明确,且避免了确定塑性势函数和能量方程的困难及其所带来的误差,是一个具有较好实用价值的模型。

混凝土碳化过程的相似性研究

混凝土碳化是一个长期、缓慢的过程 ,对实际环境下混凝土碳化过程的研究存在着试验周期长、环境条件变化不定等问题。通过以相似理论为基础的耐久性加速模拟试验 ,来预测实际环境条件下混凝土的碳化速度 ,推导了混凝土碳化过程的相似准则 ,进行了混凝土碳化过程的相似模型设计 ,并通过加速实验 。

二端面弹性转轴的相对论性相似动力学方程

基于相对论性原理建立了二端面弹性转轴的动力学方程、相对动力学方程及相似动力学方程。将二端面弹性转轴的动力学方程建立在不同坐标系下 ,为相似工程学和计量、测控仪器的相似标定提供理论依据及方法 。

相似理论20世纪的演进和21世纪的展望

对相似理论的发展以１７世纪到１９世纪为先驱时期，以２０世纪的前７０年为大发展提高和广泛应用时期，以２０世纪末和２１世纪初为开拓更新时期而进行历史的概括、现状的分析和前景的预测。对“相似”、“模型”、“模拟”、仿真”等概念进行比较、阐明和厘定，对当前的主要研究问题和发展方向提出意见和建议。

6参数塔层风廓线模式

提出一个含６个参数的塔层风廓线模式，这６个参数由相似理论和满足边界层运动方程的条件来确定，因而动力学上是合理的．根据近地层的通量便能确定这６个参数，而近地层通量又可由近地层二高度上的风，温确定，因而本模式具有实用价值．用大气所气象塔有限资料验证，廓线模式达到了一定的精度，优于前人结果．

如何使用CFD来确定风洞实验模型的缩尺比例——风洞试验模型设计准则从感性到理性的飞跃

对上百年传统的风洞试验模型缩尺比例的确定方法,提出了疑问,并且从N-S方程出发,指出了这种“传统”方法不符合相似理论,具有很大的随意性和盲目性。因而按“传统”方法给出的模型尺寸所提供的风洞实验气动力数据是不准确的,不能满足当今世界现代战争精确打击的战术技术要求。因此,必须按文中提出的,满足N-S方程解的相似性要求去确定模型的尺寸,才是今后风洞实验模型设计的方向。从这一点出发,文中还提出了一些新的概念,并且扩展到如何应用CFD来作为风洞实验相似理论辅助研究的设想。

流体动力相似理论在旋流器中的建模

通过流体动力相似理论建立旋流器的结构参数、操作参数及物料的物性参数对其分离性能的影响的定性模型,在此基础上可通过一系列单因素试验作线性回归处理,从而得到旋流器进口欧拉准数,底流分率及分离性能的定量数学模型。

钢球侵彻不同靶标的相似性分析

为研究相同弹丸侵彻不同靶标所造成损伤之间的相似性,以钢球侵彻明胶造成的瞬时空腔的最大直径为研究对象,基于相似理论推导出瞬时空腔最大直径的相似准则方程,利用钢球侵彻明胶的实验数据求解出准则方程的系数和指数,最后通过钢球侵彻猪后腿实验验证了所得到的准则方程可用于不同靶标之间的相似性分析,并具有准确性和合理性。

相似理论所反映的自然哲学规律

用因次分析法和方程分析法两种不同的方法研究自由流动放热得到完全相同的结果,从而论证相似理论作为辩证唯物主义方法论理论所反映的客观世界矛盾规律的同一性。

推船顶推架应力经验公式的相似理论推导

以1470kw推船为原型船,应用分割相似法建立顶推架首尖舱局部相似试验模型,然后用相似理论进行量纲分析,建立π方程。在采用有限元模拟试验后,根据相似准则的函数理论建立组分方程式,给出了顶推架危险点处应力计算经验公式,为制定顶推架应力规范公式提供了一种可行方法。

基于MATLAB的系统动力学仿真

介绍了利用 MATLAB 进行系统动力学仿真的三种方法。详细说明了利用状态方程模型和方框图模型进行分析的步骤,并提出了利用相似原理把机械系统转换为电网络模型后进行仿真的方法。最后对三种方法做了比较。

内河集装箱船横向甲板条端部的应力集中研究

本文研究了内河集装箱船的横向甲板条端部舱口角隅的应力集中问题,对14个模型采用了有限元计算,并应用相似理论给出了实用的应力集中系数公式的推导方法。

氯离子在混凝土中扩散过程的相似理论研究

运用相似理论推导了氯离子在混凝土中扩散过程的相似准则,进行了氯离子在混凝土中扩散过程的相似模型设计,并通过加速实验,建立了氯离子在混凝土中扩散过程的准则方程。

基于Cowper-Symonds方程的相似理论修正方法

针对应变率敏感材料冲击实验的指导需求,给出了一种传统相似理论的修正方法。该方法在已有的动态相似理论基础上,考虑了因实验时模型与全尺寸原型制造材料不同,而导致外载条件相似系数对应变率效应对结果造成的影响:通过引入Cowper-Symonds方程,重新推导了外载条件相似系数的计算公式,并对两种不同材料(是否应变率敏感)的缩放模型冲击实验结果进行讨论,表明该方法相较于传统理论能够准确给出外载条件相似系数、提高模型预测精度。

地面常温与地下高温高压油层数据的相似分析

分析了温度、压力对油水相对渗透率的影响,主要利用相似理论中的方程分析法对塔里木南轮油田地面数据与地下数据做相似理论研究,希望可以通过地面常温油层数据推测出地下高温高压油层数据。油水相对渗透率是研究油水两相渗流的基础,利用相对渗透率变化下的油流量变化情况验证结论。研究油层地上、地下数据的相似性,对以后油井产量的控制有重要价值,对节约油气资源有重要意义。

广义位势理论本构模型的加卸载准则探讨

经典弹塑性理论一般通过屈服函数来确定加卸载准则。由于土体的应力应变特性比较复杂,因此,建立屈服函数的过程也较为复杂,通常需要较多的假设。广义位势理论从数学原理出发,直接建立岩土材料的本构模型,具有明确的数学依据和较少的物理假设,建模精度高。从数学角度来看,加卸载准则是广义位势理论中状态方程的分段条件。该文从数学原理和状态方程的确定方法出发,提出了分段型加卸载准则,该准则物理意义明确而且简单实用。最后,以基于广义位势理论的类剑桥模型为例,说明分段型加卸载准则的建立步骤及其合理性。

枪炮膛内对流换热准则方程的实验研究

该文分析了应用相似理论研究枪炮膛内对流换热的可能性,指出了对流换热准则方程由努塞尔数、雷诺数和普朗特数组成。根据实测的膛壁温度和膛压可以整理出准则方程的具体形式;利用Φ14.5 mm弹道试验枪的试验结果说明了整理准则方程的方法,给出了计算结果和曲线。

列车气动阻力经验公式的相似理论推导

以我国正在运营的客车车型作为模型设计的标准，应用相似理论进行量纲分析，建立π方程，然后用相似法编制试验程序进行模型试验，再根据相似准则的函数理论建立组分方程式，最后给出了该类客车车型的气动阻力系数计算经验公式．为具体车型的气动阻力公式提供了一种可行的方法．

热管分体式气-气加热器换热特性试验研究

热管分体式气-气加热器(Heat Pipe Gas-Gas Heater,简称HGGH)是一类被广泛应用的气体热交换设备。为了研究流体掠过管束的传热特征,利用相似原理进行模化试验,通过多次测量试验模型的换热系数,并对换热系数拟合,推导出流体掠过管束的换热准则关联式,为HGGH的市场推广提供了可靠的技术支撑。