随钻四极源声波测井多模式采集测量TTI地层各向异性的研究

本文应用三维柱坐标时域有限差分方法模拟了多极子随钻声波测井的波场,提出了在横向各向同性(TI)慢速地层倾斜井中,使用四极源激发、多模式采集进行各向异性参数反演的方法.模拟结果表明:在强各向异性地层大角度倾斜井中使用四极源能够激发出多极模式波,并且井孔内的声场会随着声源方向角β(声源方向和快横波偏振方向的夹角)的改变而发生变化.使用四极子采集方式记录时,可以发现波形会分裂成快慢两种波;并且在声源方向与地层快横波偏振方向成45°时,分裂的两种波形的速度更趋近于地层快慢横波波速,用此可反演地层各向异性值大小.使用单极子采集方式记录时,其波形能量与声源方向角β大致成cos^22β的关系,在声源方向角为45°时,其波形幅度最小,用此可判断与快横波偏振方向成45°角的方向.使用AC方向(与声源同方向)偶极子采集方式记录时,当声源方向与快横波偏振方向一致时,采集到的波形幅度最小;而与快横波偏振方向垂直时,波形幅度最大,所以通过偶极子采集方式记录的波形可以判断快横波偏振方向.因此,在强各向异性倾斜井中进行随钻四极子测量时,可以使用多模式采集方式来进行地层各向异性的反演.

使用四极源的横波测井

一种用四极源在硬、软地层中进行直接横波(S波)测井的新技术,已得到实验室的验证,结果正如最近在理论研究中提出的那样。常规的单极源测井仪不能直接测量软地层中的横波速度,而偶极源能用于硬、软地层中的直接横波速度测井,这已被从前的理论和实验室研究所证实。本文论述的四极源也能实现上述目的,而且它能产生更高分辨率的S波速度,因为它可以在高频段工作。通过对单极、偶极和四极源的功率比较表明,现场四极源测井仪可望为实际工作产生足够能量的信号。目前的研究是在实验室刻度模型(模拟现场声波测井条件)中进行的,用石灰岩模型代表硬地层,用塑料模型模拟软地层(如海湾软泥岩或近地表地层)。

考虑四极子声源的高速磁浮列车气动噪声数值模拟方法

随着列车速度的提高,四极子声源对列车气动噪声的贡献增大,高速磁浮列车的运行速度达到600 km/h时,有必要考虑四极子声源对高速磁浮列车气动噪声的影响.为此,本文建立考虑四极子声源的高速磁浮列车气动噪声数值模拟方法,对高速磁浮列车流线型尾部、头部区域的积分面进行局部外推,探索流线型尾部、头部区域的四极子声源对高速磁浮列车气动噪声的影响.研究发现:高速磁浮列车的尾涡会穿过下游的积分面,流线型尾部区域不能采用全封闭积分面,否则会产生非常大的伪声;流线型尾部区域的积分面需要较多地向尾涡区延伸,并去除尾涡穿过的区域;高速磁浮列车流线型头部区域四极子声源的贡献很小,流线型头部区域的积分面可以取为流线型头型表面;在600 km/h下,高速磁浮列车四极子声源引起的气动噪声能量占比达到42%.

抑制运动可渗透面虚假噪声的四极子修正模型

Ffowcs Williams-Hawkings(FW–H)方程是Lighthill声比拟方程在运动边界问题中的推广,但在FW–H方程中使用运动可渗透积分面时,常因涡结构穿过可渗透积分面引起虚假噪声。本文利用可渗透积分面上Lighthill应力张量的通量估计涡结构对远场噪声的贡献,并消去其所导致的虚假噪声。在频域Lighthill应力张量通量四极子修正模型基础上,本文考虑了运动积分面对四极子修正模型的影响,提出了适用于运动可渗透积分面的四极子修正模型。该模型基于冻结流假设与格林函数的远场近似特性,通过求解关于四极子体积分项的代数方程,在被积函数中包含了运动积分面的速度。圆柱绕流和对流涡远场噪声预测验证了本文所提出修正模型的有效性。

400 km/h高速列车受电弓多极子声源气动噪声特性研究

随着高速列车的运行速度不断增加,其产生的气动噪声呈现明显多声源特征,高速运动效应显著,四极子声源比例增加,对列车远场噪声的影响不容忽视。根据混合CAA方法,基于涡声理论和Lighthill声比拟方法,分析400 km/h受电弓结构周围流场与气动噪声、远场声传播特性,研究四极子声源对其声辐射的影响。结果表明:受电弓结构高速运动在近壁面产生的复杂涡运动是主要气动噪声源,涡结构主要集中在头部、底架和绝缘子处。受电弓高速运动产生的高湍流区域主要发生在主杆附近,导致体四极子声源加强,该区域部件表面流动分离,产生较强的湍流。四极子声源最大强度约为偶极子声源的0.4倍,其声场能量转化效率比偶极子声源低。受电弓近场最大总声压级为136 dB,远场声辐射沿不同方向的主频位于同一频带,频谱整体呈现多峰特征。400 km/h高速列车受电弓产生的气动噪声中,四极子声源能量占比达到38.3%。

基于关联速度的FW-H积分四极子声源修正模型

FW-H积分中的四极子声源项常在远场噪声的计算中引起虚假声源问题。这类虚假声源是由于计算四极子声源的积分域不能包含全部声源区域,Lighthill应力张量穿过四极子声源的积分域边界引起的。本文在频域方法的框架下改进了四极子声源项的修正模型,用于修正Lighthill应力张量穿过积分域边界引起的误差。该模型基于泰勒冻结流假设,利用关联函数计算Lighthill应力张量的对流速度。与常用的均匀来流对流速度相比,本文提出的模型考虑了对流速度的空间非均匀性,改善了非均匀流动区域FW-H积分面对远场噪声的影响。二维对流涡和圆柱绕流的远场噪声验证了本文模型的有效性。

基于四极子声源的轮胎管腔共振噪声研究

基于流固耦合仿真,应用计算气动声学方法对轮胎管腔共振噪声进行研究。滚动轮胎引起周围流体微粒间的相互作用被视为分散的四极子声源,基于Lighthill理论进一步求解并分析近场噪声和声学特性。通过对比接地前端、接地后端和胎侧位置声源的声辐射结果和频谱特性,验证了轮胎管腔共振噪声的产生机理。

软地层随钻测井仪器偏心情况下低频四极子源激发波场的数值分析

为了探索测井仪器偏心对随钻低频四极子波场的影响,利用有限元法(多物理场耦合有限元软件包)对软地层井孔中随钻仪器偏心情况下低频四极子声源激发的波场进行了数值模拟。通过对随钻四极子测井波形的分析可知,当采用低频随钻四极子偏心声源激发时,测井波列中除传播速度与低速地层横波速度相当的地层四极子波模式外,还存在一个幅度非常低、传播速度略高于井孔流体中声速的模式波,该模式被对应钻铤弯曲波模式,且该模式波的幅度随着随钻四极子源偏离井孔中心距离的增大呈二次方规律增大,地层四极子模式波幅度呈三次方规律增加。

高速列车转向架区域气动噪声源的特征识别

为了创建高速列车气动噪声源识别方法,以气动声学基本波动方程为基础,将高速列车气动声源等效为无数微球形声源组成,利用声辐射和流场物理量之间的关系,并结合高速列车气动数值仿真技术,建立了高速列车偶极子声源和四极子声源的识别方法,从全新的角度对某高速列车头车气动噪声源进行识别;基于涡声方程声源项特征,进一步揭示了偶极子声源和流场流动的关系.研究结果明确了高速列车主要偶极子和四极子声源的强弱和分布特征,表明了气流的直接撞击和分离现象是产生声源的主要原因,头车及转向架区域气动噪声源以偶极子声源为主;偶极子声源强度较大位置出现在边沿较为尖锐的地方,在绝大多数情况下流体经过时涡量急剧增加,成为其形成强声源的主要原因.

发动机进气噪声气动声源特性分析

目前主要通过进气空滤器对发动机进气系统的气动噪声进行降噪,而通过对气动声源的研究进行源头降噪具有一定实际意义。但由于进气道-气门-燃烧室等的特殊性,难以测量声源的声学状况,故以进气道-气门-燃烧室为研究对象,通过仿真研究气动声源位置分布。结果表明:进气门密封锥面处偶极子声源强度较大;两进气道的气流相遇处以及靠近壁面处四极子声源强度较大。在原有结构中改变进气门过渡圆角半径R对气动噪声源进行控制,R增大为11 mm时,偶极子和四极子声源声压级(Sound Pressure Level,SPL)峰值分别降低7 dB和8 dB,噪声主要集中在中低频区域,频率大于2 000 Hz后SPL衰减迅速。增大R可以降低噪声源处的声能量,从而降低对外表现的噪声。

某型往复式制冷压缩机吸/排气噪声源在自由场中的辐射特性研究

往复式制冷压缩机在制冷冰箱领域广泛应用,是产生噪声的源头。为了研究往复式压缩机的噪声特性,首先通过对工作过程中的吸/排气流场特性进行了数值模拟,将流场声源信息导入声学软件LMS Virtual.Lab中,基于喷射噪声理论对壁面压力脉动引起的偶极子声源和湍流四极子声源在排气过程中的变化规律及辐射特性进行研究,最后得到压缩机吸/排气噪声辐射指向性。为实现低噪声制冷压缩机的研制提供了理论依据。

基于圆柱绕流的气动声源识别方法

以气流流经固体壁面产生的气动声源为研究对象,以力点源对应的偶极子气动声源声波动方程的声压解为基础,利用流场中声源辐射声压和脉动力、脉动力和压力梯度的关系,建立偶极子气动声源辐射声压与流场压力梯度的关系式;利用两偶极子声源可组成一四极子声源的概念,建立四极子气动声源辐射声压与流场脉动速度的关系式。最后,以圆柱绕流为研究对象,采用上述两关系式并结合数值仿真计算方法,得到圆柱绕流的偶极子和四极子气动声源大小和分布特征。结果表明:偶极子气动声源向远场的声辐射声压由■▽p/■t决定,四极子气动声源向远场的声辐射声压由■^(2)u^(2)/■t^(2)决定。

某型吸油烟机风机气动噪声建模与仿真

为了对某型吸油烟机进行降噪设计,分析其气动噪声,利用proe软件对其风机系统进行重建,利用star-ccm+软件对其进行网格划分,并对内部的流场进行仿真,得到其蜗壳内部气动噪声分布、气体流动速度分布的仿真情况,并对两者之间的关系进行分析。分析发现,由于空气粘滞应力的作用,在叶轮附近产生四极子声源,且是风机系统的最大噪声源,在蜗壳内部中部,流速梯度场增大导致气体内部摩擦力增大,进而产生较强的噪声,这些结论为吸油烟机降噪设计提供了仿真依据。

CSNS Magnet System and Prototypes Fabrication

The 1.6GeV synchrotron of China Spallation Neutron Source(CSNS)project is a Rapid Cycling Synchrotron (RCS),which accelerates a high-intensity proton beam from 80MeV to 1.6GeV at a repetition rate of 25Hz.The RCS magnet system consists of 24 dipole magnets(main dipoles),48 quadrupole magnets(main quadrupoles),16 sextupole magnets,some tune shift quadrupoles and corrector magnets.All the magnets are of large aperture for a high beam power of 0.1MW,one design issue is the fringe field at pole end.And the main dipoles and main quadrupoles work at 25Hz repetition rate,the eddy current is an additional issue.In this paper the magnet design of the two kinds of main magnets will be described.

UPLC-APCI MS/MS法检测克拉霉素中3个N-亚硝胺类化合物

目的:建立超高液相色谱-大气压化学电离源三重四极杆质谱法(UPLC-APCI MS/MS)检测克拉霉素中3个N-亚硝胺类化合物[N-亚硝基乙基异丙基胺(NIPEA)、N-亚硝基二异丙胺(NDIPA)和N-亚硝基二丁胺(NDBA)。方法:采用ACQUITY UPLC HSS T3色谱柱(100 mm×2.1 mm,1.8μm),以甲醇-0.1%甲酸水溶液为流动相,梯度洗脱,流速0.4 mL·min^(-1);采用大气压化学电离(APCI),多反应监测(multiple reaction monitoring,MRM),正离子扫描模式。结果:测得NIPEA、NDIPA质量浓度在18~120μg·L^(-1)内呈现良好的线性关系(r=0.999),NDBA质量浓度在7.8~52μg·L^(-1)内呈现良好的线性关系(r=0.9991),重复性试验的RSD为2%~3%,方法回收率为88%~109%,NIPEA、NDIPA方法定量限(S/N不低于10)为9.0μg·L^(-1),NDBA方法定量限(S/N不低于10)为3.9μg·L^(-1),溶液在室温放置24 h内稳定。对2家国内生产企业各3批克拉霉素样品进行检测,NIPEA、NDIPA、NDBA均低于检测限。结论:本试验建立了克拉霉素中N-亚硝胺类化合物NIPEA、NDIPA、NDBA的检测方法,具有灵敏度高,测定结果准确,专属性强等诸多优点,可应用于临床治疗药物的监测。