基于压力—速度解耦的深水井筒多相流高精度数值模拟新算法

深水钻完井过程中,受海水及海底地质条件复杂影响,井筒压力控制精度要求高、控制难度大。高精度、高稳定性的深水井筒多相流动模拟器成为解决井筒压力精细化控制的关键。为解决深水井筒高动态流动系统的预测难题,针对深水井筒多相流动漂移流模型,将对流迎风分裂方法(AUSMV)的通量分裂方法与交错网格技术进行融合,优化了压力—密度解耦的高刚度问题,形成了压力—速度解耦的数值算法,并利用二阶优化守恒律的单调迎风—中心方案(OMUSCL2)空间重构+两步龙格库塔时间重构技术提升了数值算法的精度,最后建立了深水井筒多相流高精度数值求解算法,并验证了数值算法的精度与性能。研究结果表明:(1)与常规AUSMV算法相比,新算法具有较低的数值耗散,间断物理信息捕捉能力强,对井筒内气液两相前缘位置的识别度更高;(2)与注气量10×10^(4)m^(3)/d和15×10^(4)m^(3)/d井喷实验对比,新算法模拟井底压力的平均误差分别为1.79%和1.86%;(3)新算法在井口气体剧烈膨胀、超音速流动模拟方面表现出了良好的稳定性和鲁棒性。结论认为,该新算法不仅提升了常规数值算法的精度,同时可为复杂高动态流动系统的井筒压力调控提供有效的技术支撑,有助于提高我国深水井筒压力控制的理论水平,保障深水油气的有效开发。

液压系统的压力–速度复合控制策略

以由比例溢流阀与比例调速阀控制的阀控缸系统为研究对象,建立液压系统动力学模型;基于LuGre模型对推进液压缸摩擦力进行补偿;建立鬃毛观测器对阀芯运动特性进行估计并通过Lyapunov第一法证明观测器的稳定性;将液压系统的不确定性和外负载干扰进行整合,并选取自适应率进行估计;基于反步积分自适应控制算法,提出了一种压力-速度复合控制策略并对其稳定性进行验证。以液压缸速度控制为基础,将压力误差引入速度期望,实现阀控缸系统的压力-流量复合控制。建立AMESimMatlab阀控缸系统联合仿真平台来对压力-速度复合控制策略性能进行分析。仿真结果表明:压力-速度复合控制器在阀控缸系统速度调节、突变负载以及负载扰动等工况下均具有良好的控制性能;比例溢流阀溢流量的控制有效减小了系统压力的波动和超调;改变压力误差占比可有效改变地层突变时的压力、速度误差分配,在实际工程中,可根据需要通过改变压力误差占比来对复合控制的误差进行分配。

超前支架速度、压力稳定切换控制策略研究

考虑到综掘巷道液压迈步式超前支架的工作原理,以及超前支架在支撑过程的实际工作特点,以提高支护效率、减小超前支架在支撑过程对顶板扰动影响为控制目标,研究一种超前支架速度、压力复合控制方法。该种控制方法采用伺服电机直驱定量泵代替传统电液比例阀进行速度、压力控制,使用模糊滑模变结构算法作为其控制策略。理论分析与实验结果表明,相比传统速度、压力控制方法,研究的控制方法能够减小从速度控制到压力控制时,超前支架对巷道顶板的冲击,提高支护效率,为综掘巷道液压迈步式超前支架装备的研发及控制策略的研究提供理论依据。

制动速度与压力对飞机炭刹车盘摩擦磨损性能的影响

采用HJDS-Ⅱ惯性台在各种制动速度/压力及外场装机使用的条件下,对西安超码科技公司采用自主创新专利技术生产的Chaoma B757,Chaoma A320炭刹车盘与Dunlop公司的B757,以及Messier-Bugatti公司的A320Sepcarb？ⅢOR炭刹车盘的摩擦因数、平均力矩和磨损率进行对比试验。结果表明：4种类型炭刹车盘材料的能量、力矩均随制动速度和制动压力增加而增大;摩擦因数在低速阶段均出现低能峰值特性,然后随着制动速度与压力增加呈降低趋势。ChaomaB757,A320炭刹车盘凸显2个特色：在飞机中止起飞能量下制动压力比国外原件低25%,摩擦因数比国外原件高25%～29%;B757炭刹车盘的装机应用的最长使用寿命达到2823~3289次起落,与国外B757原件的使用寿命相当,凸显出优异的低磨损率特色。

输气管道内检测器压力-速度模型及速度调整策略

内检测器的运行速度在输气管道无损检测过程中会影响数据检测的精度。针对内检测器运行速度调节问题进行研究,内检测器速度调节可以看作不同稳态条件下速度的变化。将漏磁内检测器与上下游气体视为一个整体,并根据流体力学原理分析了平稳状态下管道压力与内检测器运行速度之间的关系,建立了内检测器的压力-速度模型。通过所建立的压力-速度模型,计算出管道不同稳态条件下的内检测器速度,并以此作为内检测器速度调节的依据。通过在西气东输二线管道模拟运行表明该模型可以准确地计算出内检测器的运行速度并可以有效的进行速度调节。

气泡多周期运动时引起的流场压力与速度

假设水下爆炸气泡的内部气体在膨胀收缩过程中满足绝热条件,周围流体无黏无旋不可压缩.基于势流理论,采用边界元法研究气泡动力学行为,重点关注气泡引起的流场脉动载荷以及滞后流特性,给出了相关的理论推导和数值计算方法.通过将数值结果与解析解、实验值进行对比,数值模型的收敛性和有效性能够得到保证.利用编写的程序进行计算和分析,发现在气泡加速膨胀阶段,流场压力在气泡径向不一定是逐渐衰减,还有可能以先增后减的规律变化;气泡射流后,为了能够继续描述环状气泡的运动以及流场特性,将此时的流场分为无旋场和一个布置在气泡内部涡环的叠加,计算过程中采用了一些数值技巧处理气泡的拓扑结构,得以连续模拟多个周期的气泡运动.环状气泡具有相对较高的上浮迁移速度,而且在其顶部和底部附近分别形成两个高压区,顶部的高压区峰值相对较大,底部的高压区范围相对较大.环状气泡中心轴上的流场速度会在气泡中心有一个加速过程,在气泡顶部附近又迅速减小.

基于大涡模拟(LES)的格架外条带区域压力和速度瞬态特性研究

分别运用雷诺平均模拟(RANS)方法和大涡模拟(LES)方法对燃料组件格架外条带区域的流场和压力场进行瞬态求解。分析发现:采用2种方法所计算出的速度分布大体一致,但是RANS方法不能捕捉到速度和压力的瞬态变化特性,而LES方法能够有效观察到流场的瞬态特性。通过2种方法的对比,可发现部分局部区域计算结果有较大差异。LES计算结果呈现出计算域内明显的压力波动,频谱分析发现格架不同区域具有不同的压力波动特性。

压力波传递速度的测量方法

为准确 地确 定 水 管 路 系统 管 道 内 的 压 力 波 传 递 速 度 ,在 研 究 谐 振 频 率 测 量 法 和 时 差 域 测 量法 的基 础 上 ,对 水 管 路系 统 中 的 压 力波 传 递 速 度 进 行 实 验 测 量 。实 验 结 果 证 明 ,测 得 的 管 路 系 统 的 压 力波 传递 速 度 总 是略 小 于 自 由 场中 的 声 速 ,且 两 种方 法 的 测 量 结果 相 近 、测 量 精 度较 高 。

低温原油管道中压力传递速度的计算

原油管道中的压力传递速度是管道运行管理过程中需要掌握的重要参数。加热原油管道停输后,管内油品不仅会出现降温收缩,而且当温度降到一定程度后会出现屈服值;因此,热油管道停输后初始再启动的压力传递不同于一般流体中的压力传递,这时的压力传递速度除了与原油物性、管道状况有关之外,还与降温幅度、再启动时施加的压力大小和传递距离有关。应用质量守恒和动量守恒原理,推导出了既有温降收缩又有屈服值的原油管道再启动时的压力传递速度公式。

胶凝原油管道再启动压力传递速度的研究

胶凝原油管道中的压力传递速度是建立启动凝油管道计算模型的重要参数,至今有关文献中对此观点不一,也没有公认的估算胶凝原油中压力传递速度的模式。在室内环道上进行了启动胶凝原油管道中的压力传递过程的试验研究,在试验分析的基础上,指出压缩胶凝原油中的“孔隙”是影响压力传递速度的关键因素,胶凝原油的阻尼作用和凝油屈服过程的径向滞后是影响压力传递速度的两个重要因素,建立了估算胶凝原油管道中压力传递速度的模式,计算结果与试验数据吻合。

速度、压力场对铝液侵蚀模具的影响

为了探明压铸生产过程中熔融铝合金速度、压力场对模具侵蚀过程的影响及其作用机理,本文设计动态侵蚀试验,通过计算流体动力学仿真软件计算旋转试样圆周区域速度场和压力场分布状态,观察试样表面的宏观形貌并利用SEM、EDS作元素微量分析。结果显示:试样前端与尾端区域速度最大,前端与远端之间压力场最大;流体压力场对试样侵蚀的影响属压应力作用,促进原子间的扩散,加快金属间化合物生成的速度,加剧试样表面的侵蚀程度;流体速度场对试样侵蚀的影响属切应力作用,导致生成并附着于试样表面的金属化合物层剥离,造成深坑状的腐蚀形貌。

含蒸汽空间胶凝原油管道的启动压力推进速度

胶凝原油管道所含蒸汽空间可显著影响管道再启动过程中的压力推进速度,进而影响管道启动压力与启动时间的估算。给出了含蒸汽空间的黏塑性流体管道启动压力推进速度的数值计算公式,利用该公式模拟计算结果表明:蒸汽空间的存在可显著降低黏塑性流体输送管道再启动过程中的压力推进速度,蒸汽空间越大,降速效果越明显;随着启动距离的增长和启动流量的增大,蒸汽空间对启动压力推进速度的降速效果逐渐降低。

多孔压敏荧光粒子的制备与流场压力/速度测量的性能表征

开发了一类微米级压敏荧光粒子。该粒子由表面多孔的空心二氧化硅(SiO_2)粒子与压敏荧光材料(PtTFPP和Ru(dpp))融合而成。通过浸染方法使压敏荧光分子附着于粒子上,形成多功能示踪粒子,从而将粒子图像速度场测量技术(Particle Image Velocimetry,PIV)与压敏漆(Pressure Sensitive Paint,PSP)技术相结合,发展了一种流场压力与速度同步测量的技术,为流体力学研究提供一种崭新的实验测量手段。利用PSP静态与动态标定系统,对压敏粒子的信号强度、压力敏感性与压力响应时间进行了测量,研究了不同粒径和不同材料对压敏粒子性能的影响。测量结果表明,制备的压敏粒子具有较好的压力敏感性,其压力响应时间区间为40～70μm,符合测量流场瞬态压力的需求。分析了粒子在流场中的跟随性能,其中2μm粒子松弛时间为7.5μs,有较好的跟随性能。

基于压力速度耦合算法的PEMFC电堆空气分布

利用燃料电池流道简化方法和压力速度耦合算法,研究了U形和Z形2种结构的电堆空气分布,以及歧管宽度和燃料电池单体数量对空气分布的影响.结果表明:由于U形和Z形结构的歧管出口压力分布不同,导致2种结构的空气分布不同,Z形结构的空气分布要比U形结构好;歧管尺寸增大时,空气分布的均匀性得到了明显改善,当空气分布差异不大时,再增加歧管尺寸,效果会降低,且增加电堆成本;在电池数量增加、歧管横截面积不变时,空气分布的均匀性会明显变差,尤其是U形结构;当电池数量为30个、歧管宽度为20 mm时,空气分布较均匀;当电池数量为50个时,歧管宽度需要达到30 mm,空气分布才较均匀.

高精度液压系统压力波传递速度在线测量试验

管内流体压力波传递速度是分析研究液压系统稳定性和动态品质的基础物理参数。从传输管路波动方程出发,推导三传感器测量原理,引入Foster等价剪切系数模型,对液压管路中各种影响因子进行高精度估计,采用Newton-Raphson迭代法减小数据处理误差,精确计算压力波传递速度。基于理论推导,搭建液压管路压力波传递速度在线测量试验平台,用MATLAB软件编程,实现了液压系统多种工况下压力波传递速度的精准测量与计算。试验结果表明:系统在典型的工作压力20 bar、50 bar、75 bar和100 bar下,压力波传递速度大约分别为1320 m/s、1338 m/s、1363 m/s、1380 m/s,所测结果在置信水平为95%的波速区间内误差在±1%范围内;管路压力波传递速度大小随工作压力的升高而增大,并依据试验结果给出了二者之间的函数关系;精确计算压力波传递速度需考虑管路材料对系统柔性的影响。试验和分析结果对液压系统管路压力波传递速度在线测量和预估具有重要指导意义和参考价值。

保压压力、注射速度对聚丙烯性能测试结果的影响

本文讨论了在注塑测试试片过程中的保压压力和注射速度对聚丙烯(牌号为PPH-MM26)性能测试结果的影响,得出试片的力学性能测试结果随着注射速度的增加先减小后又逐渐增大、随保压压力的增加先逐步增大,后又逐步减小等规律,分析原因,为PPH-MM26性能测试注塑参数的选择提供依据。

基于电控单体泵柱塞孔的珩磨速度与压力优化

珩磨加工中选用的珩磨速度与压力直接影响到工件的加工效率和工作性能。在保证加工质量的前提下,为优选某电控单体泵柱塞孔精密加工过程中的珩磨速度与压力参数,文章提出了6种工艺优化设计方案;基于Abaqus软件,建立了单颗粒珩磨的模型;对单体泵柱塞孔珩磨过程中的珩磨速度与压力进行了对比仿真实验;优选了变形及应力状况较好的方案(珩磨速度320r/min、珩磨压力控制余量0. 02mm),并分析了珩磨加工的先进性。文中的研究对机械精密加工有一定的参考价值。

化疗药物静脉推注速度与压力对血管损伤的研究

目的探讨化疗药物静脉推注速度与压力对血管内膜产生的影响。方法选择50例首次接受阿霉素(ADM)化疗患者,化疗第1周期采用对照1法,即人工静脉推注,时间20～30min;第2周期采用观察1法,即微泵推注,300ml/h,时间10min。将12只兔分别于化疗第1、2周期采用人工推注(对照2法)、微泵推注(观察2法)ADM。结果2种方法患者静脉炎发生率比较,差异有显著性意义(P<0.05)。2种方法兔血管损伤程度比较,差异有显著性意义(均P<0.01)。结论微泵静脉推注化疗药物,由于其恒速衡压,能明显减轻对血管内膜的损伤,从而有效保护血管,减少静脉炎发生率。

基于加速度监测的落锤压力标定方法研究

探讨了基于加速度监测的落锤压力标定方法,通过监测落锤撞击活塞时的加速度来确定落锤装置所产生的标定压力。首先介绍了基于加速度监测实施落锤压力标定的基本原理,获得了落锤撞击加速度与油缸内标定压力的理论关系;在此基础上进行了相关的实验研究,由实验数据建立了实用的压力-加速度峰值模型;最后通过实验验证所得模型的可行性。

不同压力速度耦合模式下水轮机三维CFD计算对比

为研究在水轮机数值计算中不同的压力与速度耦合模式对水轮机内流场的影响。对作为研究对象的水轮机进行全流道三维建模及CFD计算。分别在流道蜗壳、转轮、尾水管内设置测点,计算在设定工况下不同压力速度耦合的流场及测点压力脉动数据。分析结果表明:PISO与Simple压力速度耦合模式下流场速度场分布相似,压力分布差异巨大,PISO模式下压力脉动为高频,Simple模式下为低频,其中Simple模式计算与实际符合较好。