基于井下X射线源的密度测井仪器参数优化设计

基于实际井下X射线源参数,利用数值模拟方法研究Cs137源和X射线源密度测井在能谱、密度灵敏度和精度方面的差异;并对X射线源密度测井的能窗、屏蔽体和探测器等参数进行优化,提出一种四探测器密度探测系统方案。结果表明:X射线源密度测量能窗应选取0.12~0.35 MeV;仪器结构无需增加纵向屏蔽体;为了满足密度测井需求,近探测器源距应大于12.0 cm,远探测器源距应设置在29~55.5 cm;通过四探测器密度探测系统方案可以使X射线密度测井兼顾纵向分辨率、探测深度、密度灵敏度和精度等方面的优势,更加适合复杂储层评价;研究可以为X射线源密度测井仪器研发提供硬件参数指导。

脉冲中子伽马密度测井密度敏感度研究

地层密度敏感度是决定脉冲中子伽马密度测井仪器源距的一个重要参考指标,对源距的优化可以提高该仪器的地层密度分辨率。基于脉冲中子伽马密度测量中的中子伽马场耦合理论讨论仪器伽马响应与地层含氢指数和体积密度的关系,推导地层密度灵敏度与近源距及探测器间距之间的关系,并结合蒙特卡洛模拟计算结果加以验证。理论分析和模拟计算结果表明,当地层密度一定时,近、远非弹性散射伽马射线响应的对数随含氢指数的增加而增加,在相同含氢指数的情况下,近、远非弹性散射伽马射线响应随地层体积密度的增加而增加;探测器间距保持不变时,密度灵敏度随近源距的增加而降低;近源距保持不变时,密度灵敏度随探测器间距的增加而增加;探测器间距对仪器地层密度灵敏度的影响大于短源距。

多工况约束下客车顶棚拓扑优化

提出了单元应变能密度灵敏度和识别要修改单元的无量纲混合测度的概念。并将其应用在多工况约束下客车顶棚拓扑优化的算法中,简化了优化过程,避免了“载荷病态”。工程算例表明,该算法对客车顶棚结构的优化是有效的。

多工况约束下客车质量优化研究

应用单元应变能密度灵敏度和识别要修改单元的无量纲混合测度的概念,研究了多工况约束下的客车质量优化,简化了优化过程,避免了"载荷病态"。工程算例表明,该优化方法是有效的。

循环对称结构静力学渐进拓扑优化设计

采用双向渐进结构优化方法(BESO)研究循环对称结构拓扑优化设计问题。循环对称结构的几何特征无法划分为均匀一致的网格,造成单元灵敏度计算结果与单元体积直接相关,不同网格剖分后的单元体积分布将导致渐进优化过程中不同的单元去除顺序,最终使得优化结果具有单元体积依赖性。针对循环对称结构的特殊性,提出灵敏度密度新概念与消除非等体积单元棋盘格现象的体积加权灵敏度密度过滤新方法,大量算例表明这是一种有效的方法,同时优化结果也充分显示子结构单胞尺寸效应对优化构型的显著影响。

基于X射线源的密度测井近源距研究

利用X射线源替代密度测井中的137Cs放射源成为石油测井发展的新趋势。为探究在密度测井中使用较低能量的X射线源替代137Cs放射源后的近源距变化,利用蒙特卡罗模拟方法,研究了不同能量X射线源在不同孔隙石灰岩含水地层中所对应的零源距位置,另外根据不同源对应的密度响应灵敏度,分析了近源距区间。研究表明:能量较低的X射线源相比于137Cs放射源密度仪器对应的零源距较小,两者密度灵敏度相同时,X射线源的近源距区间更短。

基于物质点描述的双向渐进式拓扑优化方法

为了克服连续体结构拓扑优化中的数值不稳定现象,定义了表征物质点及其领域有无的物质点拓扑变量,提出基于物质点描述的双向渐进式拓扑优化方法。基于过滤法构造拓扑变量场的插值函数,从而在拓扑优化模型中自然消除了棋盘格现象。为适用于不同单元类型和网格离散形式等,重新定义了灵敏度密度。通过二维数值算例对理论方法进行验证。结果表明:方法在连续体结构拓扑优化设计中具有可行性和有效性。

斗轮轮体双向结构渐进优化

采用双向结构渐进优化方法(BESO)研究斗轮轮体结构优化问题,获得了较清晰的结果。斗轮轮体为典型的循环对称结构,其几何特征导致其无法划分为均匀一致的网格,造成单元灵敏度与单元体积直接相关,优化结果具有体积依赖性,无法获得正确的结果。针对这一情况,并以单元灵敏度密度为依据进行双向结构渐进优化,在其中采用灵敏度密度过滤方法抑制棋盘格的产生,使用EPCM方法实现单元增删。结果表明,该方法在工程实际上有很大的灵活性和实用性。