MIKE耦合模型在内河航道水面线计算中的应用

【目的】在航道水面线计算过程中,常常会有水闸等水工建筑物对水产生不可忽略的阻碍作用。为研究含有水工建筑物的耦合模型在航道水面线计算中的适用性及准确性,以汝河为例,建立数学模型对河道典型工况进行研究。【方法】通过实测河道横断面,创新性地建立闸位处地形的一、二维河道耦合模型,并在模型率定后进行水面线计算分析。【结果】分析闸位处的流场分布情况可知,模拟结果能够体现水闸结构对过闸水流的阻碍作用,从而影响闸前闸后的水位变化。【结论】一、二维河道耦合模型结果率定和适用性较好,该方法的应用为含有水工建筑物的水面线计算提供了参考。

非圆行星齿轮液压马达三维参数化建模方法

依据非圆齿轮的制造过程提出了一种利用包络图形绘制以及图像平滑技术实现液压马达三维参数化建模的方法。以4-6型液压马达为例,在UG NX软件平台中生成了太阳轮、内齿圈三维模型。将太阳轮、内齿圈、行星轮装配后形成非圆齿轮行星轮系,在动态仿真过程中非圆齿轮行星轮系运行平稳,轮齿之间无干涉,太阳轮、内齿圈与行星轮之间的密闭腔容积周期变化,与液压马达实际工况相符。结果表明,基于虚拟制造过程的设计方法得到的非圆齿轮行星轮系的精确模型是可行的,可快速实现系列化、变异化设计,为液压马达的设计工作带来极大的便利。

基于AVL/TYCON的非对称凸轮型线设计研究

利用配气机构模拟计算软件AVL/TYCON,在国内某具有液压挺柱的四缸汽油机的基础上,采用多项动力加速度函数、分段加速度函数和多项动力一分段加速度函数三种函数方法拟合非对称凸轮型线。将配有液压挺柱的配气机构当量成单质量运动模型,并结合其他参数,应用AVL软件模块建立AVL运动学模型,通过该模型计算出凸轮型线的位移和速度,并分析对比不同凸轮型线的丰满系数、跃度以及凸轮和液压挺住的最大接触应力。最后,建立动力学模型,分析气门和气门座的耐久性。

基于原位地应力测试及流变模型的深部泥页岩储层地应力状态研究

深部泥页岩储层地应力状态的准确确定是页岩气等非常规能源高效开发的关键。综合基于原位地应力测试获得水平最小主应力,建立基于流变模型的地应力剖面,应用成像测井技术确定水平最大主应力方向等,是准确确定泥页岩储层地应力的有效方法。将该研究思路应用于陕西汉中SZ1井,利用水压致裂原地应力测试方法获得储层水平最小主应力值范围为32~41 MPa;利用偶极声波测井数据获得岩石力学参数,结合地壳应变率和储层埋藏史,建立了SZ1井地应力剖面,结果表明牛蹄塘组1950~2025 m深度范围内水平主应力差介于10~15 MPa,水平最小主应力值范围为28~41 MPa,水平最大主应力值范围为47~49 MPa,预测得到的水平最小主应力值与实测结果具有较好的一致性。原地应力实测及流变模型预测结果揭示SZ1井地应力为正断型(S_(v)>S_(H)>S_(h))或正断型与走滑型相结合的应力状态(S_(v)≈S_(H)>S_(h))。水平主应力差随伽玛值的升高而变小,表明地应力剖面与地层岩性具有较好的对应关系。基于成像测井揭示的钻孔诱导张裂隙分布特征,SZ1井水平最大主应力方向约为N74°W,与区域构造应力场方向基本一致。相关结论为准确认识SZ1井目标层地应力状态,以及后期水平井布设及压裂控制等提供了重要依据。

宽浅陡槽水流的稳定性及控导措施

对宽浅陡槽水流特性、下游衔接消能及控导措施进行了试验与理论研究,分析表明浅层急流能量损耗比一般明流大,陡槽水流有2种不同特点的动量横向分布规律:一般陡槽(宽深比B/h<40,单宽流量q>3.4m3/s.m)末端水流呈"马鞍型"动量横向分布,水流具有较强的稳定性;而大宽深比(B/h>40,单宽流量q<3.4m3/s.m)陡槽末端水流呈"椭圆型"动量横向分布,这种分布态势缺乏对外界干扰的遏制能力.宽浅陡槽水流不稳定是动量横向分布缺乏强大的两翼控制,使微小干扰形成累加递增的类"多米诺骨牌效应",导致末端水跃的不稳与消能不充分.基于"介入式"原理,利用急流干扰波传播与反射特点,采用潜没式三角翼体调整动量分布、改善下游衔接水流稳定性,取得了良好的效果.对三角翼体的控导机理及主要影响因素进行探讨,提出了三角翼体型参数的优化确定方法,可供实际工程参考.

注水井压裂调剖设计方法研究

对于低渗透油田 ,主要通过水力压裂提高油水井的增产增注能力 ,区块经过整体压裂改造后 ,水力裂缝参数将对油水井的产量起决定性作用。对于多油层非均质油藏 ,层间差异会导致吸水剖面不均匀 ,影响水驱效率。对需要经过压裂再投注的注水井 ,建立了压裂后预测注水井注入量的数值模型 ,分析了各层注入量与地层物性、裂缝参数和注入压力的关系。研究结果表明 ,通过合理地设计裂缝参数 ,可以减缓层间矛盾 ,改善吸水剖面。现场试验 8口井 ,其中 6口井进行了吸水剖面测试 ,全井达到配注方案的有 4口井 ,说明该方法对多油层非均质油藏注水井的调剖具有一定的应用价值。

基于DTS的页岩气水平井人工裂缝识别与产出剖面解释方法

为了准确评价页岩气藏水平井的压裂改造效果,建立了水平井筒温度分布预测模型,基于MCMC算法建立了DTS数据反演模型,并且对产出剖面解释流程进行了优化;在此基础上,对页岩气藏压裂水平井温度剖面特征进行了分析,确定了影响温度剖面的主控因素;进而将所建立的反演模型应用于某页岩气藏实例井产出剖面解释。研究结果表明:①压裂水平井温度剖面呈不规则的“锯齿状”,任意一个“锯齿”都对应着一条有流体流入的有效人工裂缝;②裂缝越长,所对应裂缝位置处的井筒温度降低值越大,并且裂缝中气体流量与该温度降呈正相关关系;③影响页岩气藏压裂水平井温度剖面的因素,按影响程度由强到弱排列依次为裂缝半长、气体流动速度、改造区渗透率、井筒直径、裂缝导流能力、水平倾角、地层综合导热系数,其中前3个是主要的影响因素;④采用MCMC反演模型对实例水平井DTS温度数据进行了反演,模拟预测的温度剖面与实测DTS剖面拟合度较高,各级有效人工裂缝处的温度预测值绝对误差小于0.02℃,解释出的各压裂段气体流量与现场实测值比较接近,单段最大气体流量偏差仅180.35 m^(3)/d,单井气产量与井口实测气产量的绝对误差小于3 m^(3)/d,从而证实了该反演模型的可靠性。

四种紊流模型模拟弯道水流精度的对比分析

采用标准k-ε模型、RNG k-ε模型、可实现k-ε模型和Reynolds应力模型等4种经典的紊流模型,以连续弯道水流为对象进行数值模拟.根据水槽试验资料,从弯道水流纵比降、横比降及纵向流速分布等方面,对比分析了4种模型模拟结果的精度.认为Reynolds应力模型能更好地再现弯道中复杂的三维紊流特征,具有较高的精度,模拟结果优于标准k-ε模型、RNG k-ε模型和可实现k-ε模型.以单弯道水流为对象,从沿程水面线、纵向流速沿垂线分布、紊动能沿水深分布及环流强度分布特性等方面,检验了Reynolds应力模型的精度.发现在模拟岸边界变化引起的二次流现象时,Fluent软件中的Reynolds应力模型效果优于其他3种紊流模型.

仿形刀架机液伺服控制系统动态特性仿真

为保证液压仿形机床的加工质量,仿形刀架的动态特性应满足一定的要求,建立了仿形刀架机液伺服控制系统的数学模型,运用Matlab/Simulink软件构建了该试验系统的仿真模型,并采用阶跃信号对其动态特性进行了仿真分析。通过仿真分析探讨了系统主要参数活塞行程、阻尼和切削负载力对试验系统性能的影响,得出了系统的变化特性曲线及相应的结论。

基于Matlab/Simulink的液压仿形刀架建模与仿真分析

在仿形刀架数学模型的基础上,利用Matlab/Simulink仿真软件建立了其控制系统的仿真模型,绘制了开环系统的Bode图及4种典型信号作用下的仿真曲线.为液压仿形刀架设计参数的选择和性能的研究提供了理论依据,对保证加工质量具有一定的指导意义.

结构参数对机液伺服仿形刀架性能的影响分析

机液伺服仿形刀架对非圆回转体类零件的加工,应用广泛。为了保障仿形刀架的加工精度,必须选择一组合理的结构参数使系统的动态特性满足要求,采用古典控制理论的分析方法,对机液伺服仿形刀架进行数学建模和动态特性分析,并用Matlab中的Simulink模块对系统进行仿真。结合动态分析与仿真的结果,深层次的剖析了结构参数对系统的稳定性、快速性和准确性的影响,为机液伺服仿形刀架的设计及结构参数的设计提供了理论依据。

六流小方坯连铸中间包内型优化设计水模研究

通过水力学模型试验,研究了中间包内的流场和流动分布。研究表明:现场中间包内型结构欠合理。试验通过在中间包模型内加设V型挡墙,并调整挡墙上开孔的数量、大小、倾角和位置来控制流体流动的方式,从而使流场得以改善,满足生产实际要求,保证了连铸机的正常操作和铸坯质量。

非饱和土壤导水率试验计算与模拟分析

以非饱和土壤导水率作为研究对象,用瞬时剖面法计算两种土壤非饱和土壤导水率,并与RETC中不同模型的模拟结果进行对比,研究瞬时剖面法计算结果的可靠性。结果表明:两种土壤的K-h与lgK-h模拟曲线和实测值均吻合较好,实测值和不同模型的模拟值均属于高度性相关,且K-θ实测曲线与各模型的模拟曲线变化规律相似,处于各模拟曲线之间。综上所述,瞬时剖面法计算结果与模拟结果相似,具有一定的准确性,可以直接使用在实际生产运用过程中。

马铃薯挖掘机挖掘铲电液仿形系统的设计分析——基于STC89C52RC

介绍了一种基于STC89C52RC单片机和GP2Y0A21YK红外测距传感器的马铃薯挖掘机电液仿形系统,它可以实现将传感器离地高度随地面起伏变化的信号控制液压缸活塞杆升降的功能。试验结果表明,仿形系统控制过程简便易行,满足农业技术要求。

L形溢流堰侧槽溢洪道水力设计与试验研究

为给工程提供优化的设计方案，对L形溢流堰侧槽溢洪道进行水力设计及水工模型试验。该文结合某水库除险加固设计中L形堰侧槽溢洪道水工模型试验成果，对L形堰侧槽溢洪道的泄流能力、水面线推求方法进行了计算，并进行对比分析。结果表明，L形溢流堰泄流能力，低水位时计算值较水工模型试验值偏小5％-10％，高水位时与试验结果基本一致；槽首淹没度计算值较模型试验值高18％左右，槽首淹没度为0．7左右时泄流能力与自由出流时的泄流能力相差不大，下游淹没度计算值与试验结果基本一致。水工模型试验与水力设计的对比分析，可为工程提供最佳的设计方案。

基于机液伺服的仿形刀架控制系统设计与仿真

在Matlab/Simulink软件中建立并简化仿形刀架机液伺服控制系统的数学模型,采用方波和正弦信号对有或无弹性负载两种条件进行动态特性仿真分析,利用Matlab绘制Bode图对系统稳定性进行仿真分析,最后分析系统稳态误差,并且进行现场试验对其结果进行验证,为机液伺服仿形刀架的设计提供理论依据.

基于MATLAB三弧段等距型面曲线拟合研究

针对某型大功率高速水力测功器主轴三弧段等距型面点样本集(测点),提出一种对称曲线几何中心计算模型——最大距离比较模型,通过该模型确定了测点几何中心,从而得到各测点极径与角度的关系曲线,通过测点极径与角度二者关系,计算得到测点绕几何中心的旋转角度这一重要参数;然后通过最小二乘模型对选取测点进行圆拟合,得到小圆弧半径、特性系数等设计参数,再通过极坐标方程得到三弧段等距型面拟合曲线。经与测点对比,三弧段等距型面拟合曲线与测点吻合程度高;同时三弧段等距型面拟合曲线极径相对误差满足工程需要,从而验证了提出模型的准确性。

某取水首部地下电站水工模型试验研究

目前国内隧洞的消能型式有多种,某取水首部地下电站采取锥形阀进行消能,为研究其消能方案的可行性,判断各部位水面线状态及有无明满流交替现象,现采用水工模型试验的方法进行研究。文中综合阐述了模型的设计、制作、量测装置、量测方法及试验成果。

基于BIM技术的水利工程边坡三维地质建模

为实现水利工程的全面、有效管理,精准掌握其边坡地质情况,提出基于BIM技术的水利工程边坡三维地质建模方法。结果显示:该方法具有较好的应用效果,能够有效完成水利工程边坡地质控制性剖面绘制,同时实现高质量边坡地质三维模型的构建,该模型能够形象地呈现地质分布情况,模型构建精度较高,高程结果与实际高程结果的绝对误差值均在2 m以下。研究结果为BIM技术在水利工程中的应用提供参考。

青藏高原东缘龙门山构造带晚第四纪构造隆升作用的河流地貌响应

基于ASTERGDEM数据，提取了青藏高原东缘龙门山地区12条基岩河道纵剖面，通过河流纵剖面形态的数学函数拟合、坡度-面积双对数函数关系以及基岩水力侵蚀模型的分析，探讨了龙门山北、中、南段不同河流水系地貌对其晚第四纪构造隆升运动的响应过程。研究表明：1）龙门山地区的河流纵剖面拟合形态中段多为对数型、指数型，南段多为指数型、直线型，北段均为对数型，表明了龙门山中段和南段的河流受构造运动的控制作用强烈，隆升较快，而北段隆升相对较慢。2）河流水力侵蚀模型中段多呈直线型和上凸型，南段均为上凸型，北段则呈直线型，表明了龙门山地区的河流水系地貌具有由SW向NE逐渐从前均衡状态向均衡状态转换的特征，指示了其构造隆升速率也由SW向NE逐渐递减。3）河流地貌的参数值表明了龙门山北段的河流地貌处于均衡状态，而龙门山中、南段的河流地貌则受构造隆升运动的影响较强；反映了青藏高原东缘向东扩展的时空格局。