任意形状孔口单边裂纹问题的边界配位解法

本文提出了一组复应力函数,采用边界配位方法对不同形状孔口(包括圆、椭圆、矩形及菱形孔口)的单边裂纹平板的应力强度因子进行了计算.计算结果表明,对长度和宽度远大于孔口和裂纹几何尺寸的试件,配位法与用其他方法所得的无限大板含圆或椭圆孔边裂纹问题的解符合得很好.同时,对其他孔口问题,特别是有限大板情形,本文给出了一系列计算结果.本文所提出的函数及计算过程可以应用于任意形状孔口单边裂纹平板的计算.

射流冷却超薄玻璃的数值模拟研究

采用计算流体力学软件FLUENT并结合热流固耦合有限元体积方法,通过求解三维N-S方程和能量方程,对雷诺数Re为30000~70000和射流间距H为1~6mm的圆形孔口,复合型孔口和花型孔口冲击射流急冷超薄玻璃物理钢化过程进行了数值模拟,意在探究单孔射流时超薄玻璃急冷过程的流场分布和换热情况,为实现超薄玻璃表面换热更快、更均匀提供参考依据,从而研发厚度小于2mm的超薄玻璃物理钢化技术。研究发现:圆形孔,复合型孔和花型孔冲击玻璃表面时在径向射流横截面上出现2个反向漩涡流,分析认为是射流卷吸作用加强并引起边界层发生分离现象,气流向上端扩散从而产生了漩涡流;从被冲击玻璃表面的局部努赛尔系数分布可以看出,采用花型孔口和复合型孔口射流冲击可以使玻璃表面的冲击区域更大,冷却效果更均匀。

水平井固井滑套结构对起裂压力影响规律分析

在水平井无限级固井滑套分段压裂中,较高的起裂压力增加了压裂现场施工的难度和风险,是压裂施工遇到的主要问题之一。为有效降低起裂压力,以鄂尔多斯盆地无限级固井滑套压裂为工程背景,建立了地层-水泥环-压裂滑套耦合系统非线性有限元模型,分析了固井滑套长方形、斜向型、圆形孔口以及长方形孔口参数对压裂起裂压力的影响规律。结果表明,在地质力学参数相同条件下,3种孔口形状滑套的起裂压力均随孔口面积的增大而减小;而在孔口面积相同的条件下,长方形孔口比圆形和斜向型更能有效降低储层起裂压力。对于长方形孔口滑套,其宽度对降低起裂压力不明显;其孔口长度增加、数量增多、方位角减小对降低起裂压力十分明显;若孔口方位角不为零,会导致起裂位置变化,引起水力压裂起裂更为困难。