考虑固液界面作用的表观渗透率分形模型

考虑微流动中固液界面作用,基于Navier-Stokes理论,推导牛顿流体在圆管中的流速分布及流量表达式,引入界面因子以表征固液界面作用的影响;利用分形渗流理论及界面因子,得到表观渗透率表达式,建立综合考虑微流动固液界面作用和复杂孔隙结构特征的渗流数学模型.结果表明:考虑固液界面作用时,微流动流速下降;其影响程度与管径有密切关系,微管直径越小,界面因子越大,表明固液界面作用的影响越大.存在着临界直径,当小于临界直径时,固液界面作用的影响随微管直径减小呈非线性迅速增加;大于临界直径时,流速趋于泊肃叶定律的预测.在分形多孔介质中,随着固液界面作用增大,表观渗透率首先呈非线性迅速下降,随后趋于稳定,说明固液界面作用对渗流影响不可忽略.该数学模型能清晰表征固液界面作用对渗流的影响,为低渗透和致密油藏开发提供依据.

黄河水中无机固体粒子与4种重金属液-固界面的交换作用

于 1 996年 5— 1 2月在实验室用离子交换法对黄河干流内蒙古清水河县喇嘛湾断面黄河水中无机固体粒子与Cu2 +、Pb2 +、Zn2 +、Cd2 +的液 -固界面作用进行了研究 ,得出离子交换率E %与pH的关系 ,找出了 4种重金属离子的pH突跃范围和最大离子交换率。结果表明 ,在黄河水中 4种重金属离子主要以羟基络合物的形式M(OH) +与无机固体粒子进行一价阳离子交换。随金属离子浓度增加E %降低 ,4种重金属离子与转型沙的交换率大于未转型沙。

黄河水中沉积物与锌、镉液—固界面的作用

研究了黄河水中沉积物与重金属污染物 Zn2 +、Cd2 +的离子交换吸附作用。结果表明 ,Zn2 +、Cd2 +在黄河水中主要以 M( OH) + 的形式与沉积物进行—价阳离子交换反应 ;在天然黄河水 p H范围内 ,Zn2 + 、Cd2 + 的离子交换率都大于 70 % ;随温度升高 ,Zn2 +、Cd2 +与沉积物的交换率增加 ,E-p H曲线向 p

深水桥墩考虑液固相互作用的地震反应分析

根据液固相互作用理论，建立了深水桥墩与其周围的水相互作用的有限元模型和运动微分方程，进而分析讨论了桥墩受地震作用时液固相互作用对其内力反应和位移反应等的影响。分析表明，液固相互耦联振动对深水桥墩的地震反应的影响较大，不容忽略。

两种涂层和两种钢在液/固两相流中冲刷与腐蚀的交互作用

用失重法和电化学法系统地研究了20钢基体、两种Ni基涂层(Ni60JH和Delelo50)以及对比材料1Cr18Ni9Ti不锈钢在液/固两相流(5％H2SO4+15％石英砂)中冲刷与腐蚀的交互作用.实验表明: (1)在冲刷速率为5-10 m/s时,Ni60JH涂层的耐冲刷腐蚀性能比基体高8-15倍多,并优于1Cr18Ni9Ti不锈钢;Delelo50涂层的耐冲刷腐蚀性能比基体高3-5倍多. (2)随着冲刷速率的提高, 4种材料的冲刷腐蚀交互作用失重率在冲刷腐蚀总失重率中所占比例显著增大,由低速时的45％增加到高速时的80％,从而使冲刷腐蚀交互作用失重率在冲刷腐蚀总失重率中占主导地位. (3)在纯腐蚀中,Ni60JH涂层和1Cr18Ni9Ti不锈钢以均匀腐蚀为主要特征,而Delelo50涂层和20钢以选择性腐蚀为主要特征.

西帕依固龈液的抑菌作用和防治牙龈炎的临床效果评价

目的探讨西帕依固龈液的抑菌作用和对牙龈炎防治的临床效果。方法西帕依固龈液对牙龈具核梭杆菌、中间普雷沃菌、卟啉单胞菌的MIC用琼脂稀释法侧测定。将60例牙龈炎患者随机平分为对照组和观察组,在基线检查后,对照组用不含有效成分的含漱液进行漱口,观察组用含有西帕依固龈液的含漱液进行漱口并在对患者的菌斑指数和龈沟出血指数的变化进行观察分析。结果西帕依固龈液对中间普雷沃菌的MIC是每升0.5 g,具核梭杆菌、卟啉单胞菌为每升1.0 g。用药后两组的PLI和SBI的差异和用药前后观察组中的PLI和SBI的差异具有统计学意义。结论西帕依固龈液对引起牙周发炎的病菌的抑制作用明显,有效防治牙龈炎。

黄河水中天门冬氨酸对表层沉积物与铅(Ⅱ)液—固界面交换作用的影响

研究了天门冬氨酸对黄河水中表层沉积物与铅 (Ⅱ )相互作用的离子交换率—pH关系曲线的影响 .结果表明 :天门冬氨酸浓度增加 ,离子交换率增大 ;交换剂在转化沙时的离子交换率比未转化沙大 .

稠油冷采用冻胶分散体调驱体系的相互作用机制

目的旨在有效解决稠油化学冷采过程中降黏剂窜流现象严重、油藏动用效率低的问题,支撑稠油绿色高效开发。方法基于稠油冷采降黏剂高效降黏洗油与冻胶分散体调剖剂储层调控的协同效应,采用复配方式构建了稠油冷采用冻胶分散体调驱体系,测试其基本性能,并使用界面扩张流变仪以及流变仪,考查了体系的界面流变特性和剪切应力特性。结果体系由质量分数为0.06%~0.12%的冻胶分散体和质量分数为0.05%~0.15%的降黏剂组成,为粒径均一的低黏流体,能够降低界面张力并乳化稠油,降黏率达到95%以上。体系中降黏剂在油水界面的吸附行为决定了体系的乳化降黏能力,降黏剂通过吸附在冻胶分散体的表面提高了体系的聚结稳定性,并考查了组分含量及油藏条件对以上过程的影响。结论构建了一种兼具储层调控和高效降黏能力稠油冷采用冻胶分散体调驱体系,探明了体系中各组分间的相互作用机制,为稠油化学冷采提供了技术支持。

赤泥渗滤液对GCL多尺度孔隙结构及防渗性能影响

赤泥渗滤液会对赤泥堆场使用的土工合成黏土衬垫(Geosynthetic Clay Liner, GCL)防渗性能造成负面影响,易产生渗滤液渗漏风险,严重威胁地下水和土壤环境安全。为了从多尺度孔隙结构角度揭示GCL对赤泥渗滤液的防渗机理,通过柔性壁渗透试验获取GCL对赤泥渗滤液的渗透系数,利用XRD试验分析蒙脱石晶体结构和质量分数的变化,描述固液相互作用,并开展压汞试验和氮气吸附-脱附试验,定量探究渗透液体对GCL中膨润土多尺度孔隙结构的影响。结果显示,具有高离子强度的赤泥渗滤液可以压缩GCL中膨润土的扩散双电层厚度,抑制渗透膨胀过程,进而导致作为渗流通道的集合体内和集合体间孔隙(渗流孔隙)体积增大,GCL渗透系数大幅增加;强碱性的赤泥渗滤液能溶解具有吸水膨胀性的蒙脱石,生成非膨胀性的次生矿物。通过降低膨润土膨胀性能和堵塞孔隙作用可改变膨润土多尺度孔隙结构,进而影响GCL渗透系数。天然钠基GCL的防渗性能好于人工钠化GCL,这是因为前者蒙脱石质量分数较高,具有更好的膨胀性能,相同赤泥渗滤液渗透后,天然钠基GCL依旧可以保持较小的渗流孔隙体积。具有更高离子强度和更强碱性的赤泥渗滤液会因剧烈的固液相互作用,导致渗透后的GCL具有较大的渗流孔隙体积和较高的渗透系数。

考虑液固耦合水池地震反应分析方法及其应用

本文以钢筋混凝土水池为研究对象,采用势流体理论,建立液固耦合分析模型,给出相应的地震反应分析方法.采用上述分析方法对水池结构进行简化,改变水池的各设计参数对水池结构液固体系进行地震反应分析,研究给出考虑液固耦合作用对水池抗震性能的主要影响因素,并总结液体-固体耦合相互作用的规律,为这类钢筋混凝土水池的抗震设计、抗震规范制定和抗震安全性评定提供理论基础和依据.

复合型滑坡固液耦合过程数值模拟分析--以无山坪滑坡为例

固液耦合作用是碎屑流向泥石流转化形成复合型滑坡灾害的关键因素,会导致成灾范围和规模放大,是防灾减灾领域研究中的热点和难点问题之一。文中采用自主研发的滑坡后破坏数值模拟平台(LPF 3D,Landslides post failure 3D),以2014年9月强降雨诱发的重庆奉节无山坪滑坡为例,探讨了滑坡在水动力作用下远程成灾的动力过程,揭示了固液耦合影响机制。研究结果显示:水动力作用在滑坡运动过程中主要体现为液化和拖曳两种,两种力学作用的增程效应明显,往往使得碎屑流转化为泥石流,导致远程成灾;基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法的两相耦合计算模型,考虑流体状态方程、固体黏塑性本构方程和相间作用力的共同影响,基本还原了强降雨条件下重庆奉节无山坪滑坡两相运动过程;数值计算结果显示无山坪滑坡最大运动速度为34 m/s,最大堆积厚度为21.5 m,堆积面积为0.12 km 2,最远运动距离为1300 m,模拟结果同实际滑坡的堆积形态基本一致。综上认为,在高位远程滑坡风险调查与预测过程中,需充分考虑强降雨工况下孔隙水压力和固液相间作用,基于LPF 3D方法的数值模拟为高位远程滑坡的风险定量评估提供了依据。

考虑液-固耦合的大型超高压换流变压器地震响应研究

针对大型超高压换流变压器的地震响应问题,以一超高压±800kV换流变压器为研究对象,考虑其本体中油与箱壁的相互作用建立三维有限元分析模型,采用LS-DYNA分析换流变压器的自振特性、地震作用下的动力响应规律以及换流变压器的薄弱部位。研究结果显示,对于大型超高压换流变压器,本体中油与箱壁的相互作用对结构动力响应有一定的放大作用,进行自振特性和地震响应分析时应考虑;套管体系的薄弱部位为套管的底部和中间部位,在这两个位置拉应力和压应力最大值交替出现;换流变套管体系在地震作用下的位移较大,套管顶部的导线应设置足够大的伸缩距离。

用E(%)—pH峰型曲线方法研究黄河水液—固界面铅的三元表层配合物

该文利用了E(%)—pH峰型曲线,研究了胱氨酸对Pb(Ⅱ)和表层沉积物相互作用的影响和液—固界面三元表层配合物,且认为此配合物是"类金属"型三元表层配合物?

水的气-液相转变获取电能研究进展

气态水和液态水自发相变过程中蕴含巨大能量,可通过新兴的湿气产电和蒸发产电两种水伏技术进行收集。湿气产电和蒸发产电具有来源广泛、高度自发、性能优异、绿色环保等优点,极大增强了从自然水循环中收集电能的能力。鉴于此,本文综述了湿气产电/蒸发产电的研究进展。通过分析固-液界面相互作用,对产电机制进行了讨论和综合评价。详细介绍了当前用于产电的纳米材料体系,并对器件结构和优化策略分别进行了总结。此外,概述产电器件在直接供能、自供电传感、电子元件等领域中的应用。最后,分析产电技术面临的主要挑战和未来方向,以期为高性能产电器件构建提供有价值的研究思路。

黄河水体表层沉积物与重金属交换吸附作用的研究

对黄河水中表层沉积物与重金属 Cu2 +、Pb2 +的交换吸附作用进行了研究。结果表明 ,在黄河水中 Cu2 + 、Pb2 + 与表层沉积物主要进行一价阳离子交换反应 :河水 p H是影响 Cu2 + 、Pb2 + 与表层沉积物交换吸附的主要因素。 Pb2 + 与表层沉积物的交换吸附能力大于 Cu2 + ;温度升高有利于Cu2 +、Pb2

超高压斜盘式轴向柱塞泵柱塞副摩擦界面油膜固液耦合作用特性研究

作为液压传动系统核心动力元件的轴向柱塞泵,超高压化是其必然发展趋势与要求,然而超高压化会造成其中关键的柱塞副摩擦界面油膜形成显著的固液耦合作用,对柱塞副油膜的摩擦润滑与密封承载性能产生规律尚不明确的影响。为此,建立一种基于变形矩阵法的固液耦合作用求解方法,该方法基于有限容积法解算油膜流体润滑方程,基于有限元法实现摩擦界面变形计算节点规则化设置及变形矩阵精准计算,在此基础上建立柱塞副油膜弹性流体动压润滑数值计算模型,针对采用软硬配对的柱塞副63 MPa超高压工况下的摩擦界面油膜固液耦合作用特性进行研究,结果表明:固液耦合作用有助于减小柱塞副处轴向黏性摩擦力和泄漏流量,一个周期内柱塞副总周向黏性摩擦力大小基本不变但分布更为集中,导致产生了更大峰值的瞬时摩擦力;显著的结构变形产生于柱塞副摩擦界面两端局部位置处,因而对泄漏流量不造成影响,在超高压工况下经过软硬配对跑合,固液耦合作用有助于原本标准柱形铜套孔形成类似“喇叭口”的一种微观形貌,增大了柱塞与铜套孔的接触面积,增强了密封超高压油的能力,降低了接触应力。建立的模型及研究结果可为轴向柱塞泵超高压化设计提供指导。

一种新型水上减阻仿生技术研究

传统排水型两栖车辆航速在15km/h时出现"阻力墙"现象,致使水阻力急剧增大,限制航速进一步提升。文章从蛇怪蜥蜴高速踏水方式构思,基于固-液体高速作用动力学原理,提出了一种基于改变两栖车体航态的仿生减阻技术。其依靠仿生叶轮与水的高速作用产生向上托举力和向前推进力,将两栖车体托举出水面,进入高速滑行状态,从而避开"阻力墙"现象。仿真分析了刚性叶片夹角θ、入水深度h、转速ω等物理参数对水动力性能的影响,着重讨论了转速ω的影响,并给出了临界范围。结合先期原理试验,初步验证了此仿生技术能够实现两栖车体辆从排水状态进入高速滑行状态,从而避开"阻力墙"现象,达到减少水阻力的目的。

致密油储层渗流新模型研究

研究致密油储层的渗流规律对致密油的有效开发具有基础指导意义。针对致密油储层,从固液相互作用机理出发对微纳孔隙中的流体进行黏性修正;在此基础上运用微元体法分析了微纳毛细管中考虑壁面固液相互作用的流体流动规律,并进一步提出了考虑固液相互作用的微纳孔隙储层渗流模型。研究结果表明:考虑微纳孔隙中固液相互作用时,微纳毛细管中的速度分布明显低于泊肃叶流,且管径越小,固液相互作用越大;与泊肃叶流的速度差越大。对于微纳孔隙储层,岩石的渗透能力较泊肃叶流流推导的渗流方程而言要小得多。

原子尺度下摩擦的研究

为了研究原子尺度下摩擦力波动现象产生的本质,利用分子动力学模拟的方法从摩擦力波动周期的角度对其进行探讨.模拟过程中分别讨论了固液作用强度、速度以及壁面晶格长度对其波动周期的影响.结果发现其波动周期仅与速度和壁面晶格长度有关,并成特定的函数关系,这与理论模型的预测结果具有很好的吻合.

楔形纳米流道内流体压力的分子动力学

应用分子动力学方法研究楔形纳米流道内壁面运行速度及固液间的相互作用势对液体润滑膜压力的影响。研究表明:轴承系统分离之前,液体薄膜的压力分布曲线偏离轴承系统正常运转状态下液体润滑油膜的压力分布曲线;壁面运动速度的增加对模拟区域内最大压力的影响是有一定的局限性,当运行速度较低时,随壁面速度的增加润滑薄膜的压力不断增加,当压力达到最大值后,不再随着速度的增加而改变;轴承系统分离之前,对模拟系统内压力起主导作用的是分子间相互作用势能;固液间的相互作用势能的强弱,对模拟区域内压力变化有着重要的影响,当固液间的作用势相对较弱时,随着固液间势能作用指数的增强,模拟区域中最大压力值小范围内下降;当固液间的作用势相对较强时,随着固液间势能作用指数的增加,模拟区域内的压力不断增加。