含水率与时间关系数学模型的建立及应用

对油藏条件作不同假设，可以建立不同数学模型，对一些油藏开发经验公式进行理论证明，并探讨其适用条件。建立了已见水油藏含水率与时间关系的数学模型，假设条件为：①总容积不变，只包含油、水两相流体；②产水递增率与产油量递减率之和为经验常数；③平均含水饱和度与时间呈线性关系。用该模型对相对渗透率比值与饱和度的经验关系式进行理论推导，由于油和水的粘度只是压力、温度等因素的函数，不随其饱和度而变化，因此在一定温度、压力条件下，其比值是常数。据此认为，相对渗透率比值与饱和度的经验关系式适用条件为：油、水两相同时渗流，产量递减不明显，产油量递减率与产水递增率之和为常数。用含水率与时间关系的数学模型预测二连阿南油田的综合含水率，在油田全面含水稳定生产的情况下，预测的含水率与实际数据符合较好。图２参５（陈志宏摘）

珊瑚钙质砂导热系数与含水率关系的修正Côté-Konrad模型研究

掌握珊瑚钙质砂的热力学性质对于中国南海人工冻结法施工工艺的优化十分重要,但目前对其研究仍有不足。珊瑚钙质砂颗粒形状不规则、棱角度高,内部传热路径长且曲折,经典Côté-Konrad(CK)模型不能准确描述其含水率与导热系数之间的关系。提出相对颗粒评价参数¼,并结合CK模型得到了改进模型(modified Côté-Konrad模型,简称MCK模型),用于定量描述非冻结状态下珊瑚钙质砂含水率与导热系数的关系。结果表明:非冻结状态下,MCK模型对珊瑚钙质砂导热系数的预测结果远远好于经典CK模型,改进后MAE,RMSE和MAPE分别从0.286,0.098 W/m℃和40%下降至0.098,0.011 W/m℃和10%。在冻结状态下,由于冰增强了砂土颗粒之间的联结,从而降低了颗粒形状不规则对导热系数的影响程度,因此经典CK模型仍然适用。

双组分织物含水率的微波谐振腔法测量技术

针对染整过程中多组分织物含水率准确检测问题,提出了一套基于微波谐振腔法的织物含水率检测系统。首先,基于Bruggeman-Hanai介电混合模型,结合织物结构特征建立了单组分织物含水率与介电常数的关系模型;通过考虑织物厚度与多组分织物组分配比的影响,建立了双组分织物含水率介电常数模型。接着,开展湿度均匀的纯棉、涤纶、混纺织物的介电常数测量实验,采用贝塞尔拟合方法,得到双组分织物介电常数模型的系数,从而获得了不同材质、厚度、组分配比下织物含水率与介电常数的关系模型。通过比较实验织物样品含水率与理论模型预测结果发现,二者吻合较好,均方根误差小于5%,从而验证了双组分织物含水率介电模型的可行性,为后续纺织品含水率检测提供技术支撑。

活性污泥数学模型中异养菌产率系数测定方法的研究

采用间歇活性污泥法和呼吸计量法测定活性污泥数学模型中异养菌产率系数。研究结果表明,间歇活性污泥法测定结果受试验控制条件特别是污泥有机负荷的影响非常大,且试验周期比较长;人工配水条件下,呼吸计量法测定异氧菌产率系数(YH)在0.71以上,比活性污泥数学模型推荐值高,其结果与底物性质有关,该方法准确性高,重现性良好。

冻结过程土体导热系数影响因素及预测模型研究

为探究土体导热系数的基本规律,采用瞬态平面热源法测试了冻结过程土体导热系数。研究了土体在不同温度、含水率和干密度物理指标下导热系数变化规律,分析了这三个物理指标动态变化对土体导热系数的影响机制。基于试验数据,建立了DT、RF、GBDT、AdaBoost、SVR、BPNN共六种机器学习模型以预测土体导热系数,通过四个性能指标评估了六种机器学习模型的预测能力,并与三种经验模型进行了对比。此外,基于RF和GBDT进行了特征重要性分析。结果表明:未冻结阶段土体导热系数无显著变化。剧烈相变阶段,因含水率和干密度的不同,土体导热系数随温度的降低分别呈现出减小和增大的趋势,其中增大的趋势随着含水率的增加而增加。冻结阶段,因测试过程中土样的水分蒸发和迁移,土体导热系数随着温度的降低而减小。土体导热系数均随干密度和含水率的增加而增加。根据评估结果,六种机器学习模型中RF的表现较好(RMSE=0.036,MAE=0.028,R^(2)=0.993,AD=0.004),明显优于三种经验模型,RF相较于经验模型也能更准确地预测出其他地区的土体导热系数,建议使用RF预测冻结过程土体导热系数。特征重要性分析表明含水率、温度和孔隙率是影响冻结过程土体导热系数的重要因素。

颗粒级配与含水率对粉质砂土力学性能影响研究

砂土的级配与含水率会对砂土的力学性能产生较大影响。本文通过试验研究不同不均匀系数、曲率系数与含水率下砂土的抗剪强度,分析了直剪试验粉质砂土的级配与含水率对强度曲线、峰值强度与内摩擦角的影响规律。研究结果表明:粉质砂土在剪切过程中颗粒破碎和颗粒翻滚行为都会对砂土力学性能产生影响。随着不均匀系数或曲率系数的增加,砂土的峰值强度与内摩擦角均出现先增大后减小的趋势,含水率与粉质砂土峰值强度、内摩擦角均呈现负相关关系。

温度和含水率对烟叶热物理特性的影响及其预测模型建立

为全面了解烟叶不同组分的热物理特性,为烘烤、回潮和复烤等热加工工艺设计提供参考,采用热探针法分别测定10~70℃、含水率5%~30%的烤后烟叶叶片及主脉热扩散系数、导热系数、比热容,并分析变化规律,借助MATLAB软件以指数函数形式拟合温度、含水率与烟叶热物理特性参数值之间的相关性,构建烟叶热物理特性参数的经验数学模型,并通过试验进行验证。结果显示:(1)叶片和主脉的密度随含水率的增大而增大,含水率在5%~30%时,叶片密度为562.79~684.84 kg/m^(3),主脉密度为908.83~1045.51 kg/m^(3);(2)温度和含水率的提高都会使叶片和主脉热扩散系数增大,且含水率贡献率更大,叶片热扩散系数为0.09233~0.21900 mm^(2)/s,主脉热扩散系数为0.08867~0.14900 mm^(2)/s;(3)叶片和主脉导热系数随温度和含水率的增大而增大,叶片导热系数为0.08813~0.43537 W(/m·K),主脉导热系数为0.16070~0.38883 W(/m·K);(4)叶片和主脉比热容主要与含水率呈正相关,叶片比热容为1520.62344~3123.56952 J(/kg·K),主脉比热容为1618.82808~2563.70320 J(/kg·K);(5)对拟合经验模型进行验证,决定系数(R2)介于0.93~0.99。综上,叶片和主脉的热物理特性差异较大,拟合的指数函数可以作为计算叶片和主脉对应热物理特性参数的经验数学模型。

关于测定均匀材料导温系数的一个数学模型

本文分析了测定均匀材料导温系数的一个数学模型并给出了该问题解的存在性，唯一性和稳定性条件．

活性污泥数学模型中异养菌产率系数的测定研究

利用活性污泥数学模型预测污水生物处理系统,首先必须确定其参数和水质组分。采用间歇活性污泥法和呼吸计量法对活性污泥数学模型中异养菌产率系数γ_H进行测定研究。结果表明,间歇活性污泥法测定结果重现性较差,试验控制条件比较严格;呼吸计量法测定结果准确性较高,重现性良好,因而,呼吸计量法是比较可行的γ_H测定方法。

可燃物含水率的变系数回归预测模型

根据变系数回归模型的理论,选取当前时刻含水率作为观测变量,相对湿度、气温和风速作为影响因子建立可燃物含水率变系数回归预测模型.并分析对比了无降水条件下,可燃物含水率的变系数回归预测模型和基于平衡含水率的可燃物含水率常系数线性预测模型的预测精度.结果表明:可燃物含水率的变系数回归预测模型的准确率为84.55%,高于可燃物含水率常系数线性预测模型的82.14%.说明可燃物含水率的变系数回归预测模型具有更好的预测能力,具有一定的实用价值.

采出程度与含水率和地层压力双因素数学模型及应用

以往的含水变化规律研究只适用于注水保持地层压力基本稳定条件下的生产数据的分析,若不剔除地层压力发生变化时的生产数据,将会使得可采储量标定结果与实际值相差很大。为此,在选择能够描述稳定水驱条件下各种采出程度与含水率曲线形态的SAM-1和SAM-2这2种自适应含水变化规律的基础上,结合水驱油理论和油层物理研究成果,将含水变化规律中的待定参数处理为地层压力的函数,从而建立了采出程度与含水率和地层压力双因素数学模型。新的双因素数学模型不仅适于对整个水驱过程所产生的数据进行分析,而且也可进一步得到采油速度与含水上升速度、压力恢复速度的匹配关系,为合理制定油藏开发调控指标提供了新的理论方法。为了便于应用,给出了双因素数学模型时变待定参数辨识方法。通过在Kumkol North-Ⅲ油藏中的应用,明显反映出该油藏采出程度受地层压力和含水率双重因素影响,且当地层压力水平保持稳定时,含水变化规律曲线符合凸形形态;在保持一定的采油速度下,不可能发生地层压力恢复和含水率下降的情况。

生菜叶片含水率光谱特征模型研究

利用便携式光谱分析仪测量生菜叶片的光谱反射率,并对其进行对数变换。通过变量筛选得到725、1 075、1 272、1 450、1 640和1 958 nm波长处的光谱反射率与生菜干基含水率呈极显著相关。为克服多重共线性影响,分别采用多元线性回归分析、主成分回归分析、偏最小二乘回归分析及偏最小二乘-人工神经网络回归分析4种方法建立了叶片干基含水率的定量分析模型。结果表明4种算法预测值与实测值相关系数分别为0.485 0、0.899 2、0.917 4和0.947 0,偏最小二乘-人工神经网络模型的预测能力优于其他模型。

根据零惯量模型推求膜孔灌溉田面综合糙率系数

根据膜孔灌溉田面水流运动特性,将膜孔灌溉不连续的入渗界面等效概化成均匀连续的透水界面,对膜孔灌水流推进阶段采用四边形曲线差分网格,消退阶段采用矩形差分网格进行计算,建立了膜孔灌溉田面水流运动零惯量数学模型,并将其与优化理论相结合,提出了确定膜孔灌溉田面综合糙率系数的优化模型。实例计算与方法验证表明,该方法能够简单而有效地确定膜孔灌溉田面综合糙率系数。

孔隙率及含水率对混凝土气体渗透系数的影响

采用圣保罗法(Cemburaeau法)研究了孔隙率及含水率与气体渗透系数之间的关系。结果表明,混凝土气体渗透性很大程度上取决于其含水率——含水率越大,混凝土的气体渗透性越差。绝干状态下混凝土的气体渗透系数与孔隙率间存在线性关系,而水平衡状态下两者间无明显相关性。VGM模型可有效拟合气体在混凝土中的渗透,简化了测试过程,且适用于各种不同配合比的混凝土。

水淹层含水率与含水饱和度的区域性直线模型及应用

通过对大量相渗透率实验样品进行分析，提出了对含水率和含水饱和度实验数据进行适当变换，在两者之间直接建立数学关系式的方法，改变了传统分流量方程中含水率和含水饱和度利用油水相对渗透率比值作为中间变量建立关系的作法，并在此基础上，阐述了该关系式在水淹油层解释中的应用，使建立区域性的水淹层动态解释模型成为可能。

水产饲料含水率预测模型研究

目前饲料烘干技术上最大的难点在于缺乏有效的干燥数学模型来准确预测饲料的含水率,为此,文章基于指数函数建立三种水产饲料的含水率预测数学模型,并进行试验验证。首先在循环风机频率为30 Hz,料层厚度为30 mm的条件下,对三种水产饲料进行单一温度(90℃、105℃、120℃、135℃)烘干试验,其次基于单一温度试验数据,采用最小二乘法确定该模型的参数值,最后通过多梯度温度(90℃-105℃-120℃、105℃-120℃-135℃)试验进行模型的验证。对比结果显示:试验数据与模型模拟数据基本一致,相关系数R 2值均大于0.98,表明本数学模型能够很好的模拟温度变量对水产饲料含水率的影响。

用于材料导热系数瞬态测量的数学模型

本文介绍了用于材料导热系数瞬态测量的两种数学模型。它们考虑到在实验过程中材料膨胀的影响。两个微分方程均适用于由大脉冲电流直接加热的细长型管状样品的瞬态实验。在第二个方程中 ,时空变量完全保持独立。它对于进行计算机模拟特别有效。

基于致密砂岩储层气水渗流阻力系数的产能新模型

致密砂岩储层气水两相渗流规律复杂,实验难度大、目前的两相渗流方程具有一定的局限性。为此,在常规气水相渗测试实验的基础上改进流程,实现了不同压力条件下的气水两相渗流模拟,通过数学分析从系数拟合和减少参数2个角度出发建立了2个渗流阻力系数数学模型,并采用数值模拟的方法验证了2个数学模型的正确性与适用性,然后推导出新的产能方程。研究结果表明:①不论是水驱气还是气驱水过程,同一块岩样在高孔隙压力条件下的渗流阻力系数都比常压实验条件下的数值都要大,说明高孔隙压力对于气水两相渗流有一定的影响;②孔隙压力的持续增大对于气水两相渗流阻力的影响变小,气水两相的渗流能力在一定阶段后并不随孔隙压力的增大而发生明显变化;③不论是纯水驱、水驱气还是气驱水过程,渗流阻力系数与孔隙压力之间都有着较好的对数关系,与渗透率之间则为反比关系;④从系数拟合和减少参数2个角度出发建立了2个渗流阻力系数数学模型,进而推导了全新的产能方程,气井实例计算的IPR曲线与传统方程计算结果基本一致。结论认为,渗流阻力系数消除了实验岩样几何尺寸与驱替速度的影响,推导的致密砂岩气藏新的产能计算模型可靠、准确,该认识对于高效合理开发致密砂岩气具有重要意义。

含水率对非饱砂土热传导系数的影响

目的阐述含水率对非饱和砂土热传导系数的影响,为模型的参数选择提供科学依据.方法选用分选良好的粗砂、中砂和细砂以及毛乌素沙地的风积沙作为实验介质,利用JW-Ⅲ型热流计测定不同含水率条件下砂土的热传导系数,绘制热传导系数和含水率的关系曲线,运用非线性最小二乘法对实测数据与常用的热传导系数模型Campbell及Chung and Horton模型进行拟合.结果含水率在0～5%内热导率急剧增长,当含水率>10%时热导率的增长缓慢并趋于稳定.两模型基本能反映各试验介质的热传导系数和含水率的变化规律,对于扰动样该模型在含水率较小时不能很好地表征其变化规律.结论随着含水率的增加热导率值增加速率不同.在利用预测模型和经验公式时,应利用实测数据对其进行校正,减小误差.

高含水水平井注CO2酸岩反应数学模型

高含水水平井进行CO2吞吐时，就酸液在井筒径向上对储层的改造作用建立数学模型，机理性研究CO2吞吐对储层的影响以及注入速度、注入量、炯井时间、吞吐次数、地层压力和地层温度对改造作用的影响，采用塔河9区实际油田参数后的结果表明，吞吐过程中酸液的有效作用距离很短，小于0．2m；随着注入速度的增加，酸液作用距离增加，储层改造的程度下降；随着注入量、地层温度和地层压力的增加，改造程度增加；焖井时间对储层改造的影响很小；随着吞吐次数的增加，储层改造的程度越大，但是每阶段吞吐改造的程度变小。