基于DDPM的水力压裂套管孔眼冲蚀预测

水平井多簇水力压裂过程射孔孔眼冲蚀严重,给射孔段套管的强度安全性造成了一定威胁,准确实时对孔眼冲蚀进行预测已经成为压裂施工中亟待解决的问题。基于液固两相流流动,考虑实际工程应用中的孔眼高流速、高砂质量分数情况,对孔眼冲蚀速率进行模拟。模拟结果表明:不同流速时,孔眼冲蚀速率成指数增长。随着颗粒粒径的增加,孔眼冲蚀速率先减小后增加,颗粒粒径在0.45 mm附近存在一个临界值,可使孔眼的冲蚀速率最低。随着砂质量分数的增大,孔眼的冲蚀速率先增加后降低,砂质量分数在10%左右时,孔眼的冲蚀磨损最为严重。在本文模拟中孔眼冲蚀最严重工况下,10 mm的压裂射孔套管,压裂约15 h孔眼发生扩径。建议现场进行压裂作业时,应尽量保证砂子直径在0.45 mm左右以及避免砂质量分数在10%,可降低孔眼的冲蚀磨损情况。

基于DDPM模型的高压管汇冲蚀磨损数值模拟

为探究考虑颗粒间相互作用的高压管汇冲蚀磨损机理,通过计算流体力学方法研究了高压管汇固液两相流的速度、压力、湍动能和湍流耗散率,通过正交试验设计25组仿真,对比分析DDPM模型和DPM模型的数值模拟结果,得到工况参数、空间夹角、颗粒特性对高压管汇冲蚀速率的影响规律。结果表明:在用计算流体动力学方法对高压管汇进行冲蚀磨损数值模拟时,DDPM模型对高压管汇岐型三通冲蚀磨损的预测精度好于DPM模型;空间夹角在60°~90°时,最大冲蚀集中在三通相贯线和相贯线两侧面;空间夹角在30°~45°时,最大冲蚀集中在三通相贯线处;随着颗粒形状系数减小,流速4 m/s到12 m/s,冲蚀速率逐渐增大,最大冲蚀速率变大1.4倍,并在流速最大时达到峰值;结论可为高压管汇结构优化和剩余服役寿命预测提供理论支撑。

基于DDPM模型的气力输送弯管冲蚀模拟

通过稠密离散相模型(Dense Discrete Phase Model,DDPM)和标准k-ε湍流模型探究了气力输送弯管的冲蚀情况和颗粒运动情况。数值模拟结果表明,颗粒流经弯管时,会撞击弯管外侧壁面的中部,导致此处弯管的冲蚀速率最大,冲蚀形貌呈现“V”型。在流体曳力和颗粒惯性力的共同作用下,弯管的冲蚀速率随气体速度的增加而增加,随管道压力的增加而减小,随弯管半径的增大而减小,由冲蚀角度考虑应尽量选择方位为竖直管道A的气力输送弯管,其冲蚀速率相对竖直管道B减小8.5%。

基于DDPM模型的化学链燃烧中二元颗粒定向分离过程放大模拟

以拉格朗日法为基础,采用耦合离散元法(DEM)颗粒碰撞模型的稠密离散相模型(DDPM)对兆瓦级化学链燃烧放大系统中炭颗粒分离器进行数值模拟研究,探究其中载氧体(OC)/煤焦(Char)二元颗粒物的定向分离特性,进一步研究了热态条件和下降管出口压力对二元颗粒物分离效果的影响,为炭颗粒分离器在热态条件下的运行稳定性以及下端与空气反应器之间的独立性提供数据支撑。结果表明:放大后的炭颗粒分离器因为分离空间与时间的增加,使载氧体/煤焦二元颗粒物的分离效果更好;同时,在热态条件下因气体黏度增大,使得煤焦分离效率进一步提升;此外,下降管出口压力的适度提升也能提高炭颗粒分离器的分离效率。

基于DDPM+DEM的建筑鼓泡流化床流动特性模拟

为对恒压及恒定进口流速条件下鼓泡流化床流场的分布特性及颗粒的运动情况进行研究,采用了密集离散相模型(DDPM)和离散相欧拉碰撞模型(DEM)分析了鼓泡流化床中流体扩散及颗粒的碰撞情况。同时采用实验测试手段对表面颗粒的速度进行检测,实验测试数据与模拟结果进行对比验证。从而对于理解流化床工作机理优化各项参数提供理论依据。

页岩气水平井暂堵坐封机制与可控暂堵压裂工艺

水平井暂堵转向压裂技术是页岩气增产的关键技术之一。文中采用流体动力学软件FLUENT与离散元方法(DEM)相结合的数值建模方法,研究了水平井暂堵转向压裂技术中暂堵球在井筒中的运移规律以及颗粒间的相互作用。通过建立DEM-DDPM耦合模型发现,施工排量、暂堵球密度、暂堵球直径和压裂液黏度是影响暂堵球坐封效果的主要因素。模拟结果表明:当施工排量在4~6 m^(3)/min时,暂堵球的密度小于或等于流体密度;射孔炮眼磨蚀率在6.15%以内可以有效提高封堵效率;同时,随着压裂液黏度的增加,封堵效率先升后降。该研究结果对于优化水平井压裂暂堵球用量以及施工工艺具有重要的理论意义和指导价值。

去噪扩散概率模型在人工智能医疗器械影像数据增广中的应用

医疗器械影像数据增广是一种通过生成新的数据样本来扩展现有数据集的方法,对提高人工智能(AI)医疗器械相关模型性能和临床应用效果具有重要意义。传统的数据增广方法通常受限于生成样本质量、真实感和多样性。去噪扩散概率模型(DDPM)是一种基于噪声扩散过程的生成模型,其主要思想是通过将目标分布的采样过程建模为从噪声分布中逐步去噪的过程,从而生成具有高质量的样本。综述DDPM基本原理和工作机制,分析该方法在AI医疗器械数据增广中的应用场景,探讨其优势、挑战和未来发展方向,为AI医疗器械数据增广领域提供参考。

化学爆炸条件下钚气溶胶扩散数值模拟

为了更加准确地描述化学爆炸后钚气溶胶的扩散过程以及分布规律,在化学爆炸过程仿真计算的基础上,建立了化学爆炸源项简化模型,提出了基于稠密离散相模型(Dense Discrete Phase Model,DDPM)的仿真方法。通过比对Green Field 2实验数据验证了方法的准确性,开展了化学爆炸条件下钚气溶胶的扩散行为数值模拟,讨论了钚气溶胶颗粒分布规律以及压力、速度的变化规律。结果表明:钚气溶胶扩散分布呈现蘑菇云状,粒径较大颗粒集中在烟云茎部或地面,粒径较小颗粒集中在烟云内部及顶部;化学爆炸后烟云内压力变化主要在0.1 s以前,烟云中心线上呈上升涡环状;颗粒速度分布呈喷涌状,并在激波到达时迅速达到最大值,而后缓慢下降。

基于扩散模型的指纹图像生成方法

由于个人信息保护等原因,采集大量指纹信息是十分困难的。采用计算机自动生成指纹图像的方法可以在相较容易的条件下构建大规模数据库。本文采用去噪扩散概率模型实现了一种指纹图像自动生成的方法,通过加噪和去噪的方式构建指纹图像生成模型,最终由模型生成的指纹图像清晰、完整,具有较高的辨识度和很强的差异性。

基于PC-CFB的磨煤机分离器产品细度数值模拟

为提高磨煤机产品细度、满足粉煤循环流化床(powdered coal-circulating fluidized bed,PC-CFB)对入炉煤粒度的要求,应用稠密离散相模型(dense discrete phase model,DDPM)和颗粒流动力学理论(kinetic theory of granular flow,KTGF)的四向耦合方法,对ZGM80型磨煤机分离器内部的气固流动进行计算。首先,通过计算流场获得分离器内部的速度矢量分布;然后,加入颗粒,研究颗粒在分离器内部的运动行为以及时空分布;最后,对不同通风量下分离器的溢流产率进行计算,获得拆除挡板后分离器的通风特性关系式。研究结果表明:拆除分离器挡板,气体进入分离器内锥体后产生的旋转流动被削弱,切向速度较小,低于8 m/s;颗粒在分离器内粒度分层现象明显,细颗粒上升速度明显比粗颗粒的大。当t=0.6 s时,返料出口开始有颗粒排出;t=5.0 s时,产品与返料2个出口的颗粒质量流率均达到稳定状态,且产品出口粒度分布满足PC-CFB技术的要求。

基于嵌入式Android系统的动态电源管理模型研究

通过对硬件电路功耗和系统级功耗模型的分析,提出一种新的动态电源管理模型和系统/设备动态电源管理策略。实现了基于嵌入式Android系统外设多种工作状态的驱动程序设计,有效降低了设备的功率消耗。实验结果表明:在不影响系统性能的情况下,该方法可以有效减少整体功率的消耗。

双腔式流化床接收器内稠密颗粒的流动和传热特性模拟研究

聚光太阳能发电技术提供了一种可再生能源转换系统,其中接收器是聚光太阳能发电系统的关键部分.文中利用DDPM-DEM模型对双腔式流化床接收器内的稠密颗粒流动和传热过程进行数值模拟,模型中考虑了颗粒的流动、碰撞和传热作用.基于欧拉-拉格朗日方法对太阳能流化床颗粒接收器中的气固两相流动进行建模,辐射源相和接收器内辐射场的相互作用通过DO模型描述.得出稠密颗粒内循环流动可以增强接收器内颗粒与气体之间的热传递效果,同时接收器内的温度分布也更加的均匀,颗粒温度和气体温度都得到很大提高,分别达到1 400 K和1 200 K.

高压管汇冲蚀速率数值模拟新方法研究

目前关于冲蚀速率的计算还是以半经验计算模型为主,各模型预测的结果并不是很精确,DPM模型忽略了离子间碰撞的影响,且在固相颗粒体积分数较高时预测的准确性有限。为此,使用CFD方法,分别采用DPM模型和DDPM模型,分析了弯径比、压裂工况参数、固相颗粒物理特性及颗粒斯托克斯系数对高压管汇冲蚀速率及冲蚀区域的影响。研究结果表明:DDPM模型考虑四相耦合,考虑了颗粒之间的碰撞和作用力,在模拟颗粒轨迹上要优于DPM模型;最主要的冲蚀区域还是弯头出口外壁区域,颗粒形状系数小于0.5时,在弯头15°~45°偏转角截面冲蚀减轻,影响冲蚀区域的因素是弯径比和颗粒粒径;在斯托克斯系数St>1与St<1时颗粒轨迹出现明显差别,冲蚀区域出现一定改变。所得结论对高压管汇的结构改进及剩余寿命评估具有理论和工程应用意义。

制粉系统气固分配器气固两相的数值模拟

制粉系统中制粉乏气与煤粉的混合物分离由气固分配器来完成,气固分配器上、下出口的气固分配特性对锅炉的安全运行及污染物控制有很大影响。本研究使用计算流体动力学(CFD)软件对气固分配器内的气固流动进行了数值模拟,计算采用了稠密离散相模型(DDPM)和颗粒流动力学理论(KTGF)的四向耦合方法,并预测了制粉乏气和燃料颗粒在上、下出口处的质量分布。结果表明:入口气体流速v_(in)和颗粒直径D_(p)对气固分配器的气固分配特性均有重要影响。提高入口气体流速v_(in)和增大颗粒直径D_(p),既有利于提高气固分配器的分离效率,又有利于降低气固分配器上出口乏气含粉量:在保持其他参数不变时,v_(in)由10 m/s提高到20 m/s,分离效率提高了23.7%,乏气含粉量降低了73.3%,D_(p)由10μm增大到25μm,分离效率提高了45.6%,乏气含粉量降低了98.9%;均有利于锅炉的安全运行及污染物控制。

可扩展性增强的动态确定包标记溯源方法

僵尸物联网的出现使得拒绝服务攻击(Denial of Service,DoS)的破坏力进一步升级,而源地址伪造是导致DoS攻击一直难以被有效防御的重要原因.为此,研究者提出了可追踪匿名攻击源的IP溯源技术.在已提出的众多IP溯源方法中,动态确定包标记溯源因轻量、高效且易部署等特点,一经提出就立刻受到人们广泛关注.然而,现有方法在面对大规模攻击时仍存在因溯源规模受限、负载过于集中而引发的可扩展性问题.基于此,本文提出一种可扩展的动态确定包标记溯源方法,SEEK.一方面通过设计层次化的溯源联盟体系结构和动态调整包标记概率来均衡溯源设备负载,避免因性能瓶颈而制约系统的可扩展性;另一方面通过动态扩展标签装载域、分层复用标签空间和自适应管理标签来提高标签的可使用量和利用率,避免因标签资源不足而引发溯源规模受限,进而制约系统的可扩展性.通过理论分析和基于大规模真实拓扑的仿真实验,结果表明:相比以往同类典型方案,在绝大多数攻击场景下SEEK在扩展性和高效性方面都能提高20%以上.

干式和湿式抛丸过程中的颗粒运动仿真

湿式抛丸是一种新的环境友好型钢铁表面去除氧化皮技术。采用Fluent软件中的DDPM(稠密离散相模型)仿真分析了干式和湿式抛丸过程中颗粒在抛丸器中的运动规律。在仿真过程中,将空气与水看作连续相,颗粒看作离散相,使用KTGF(颗粒动力学理论)分析和研究了颗粒之间的相互作用。通过对干式和湿式抛丸过程中颗粒在抛丸器中的运动仿真分析表明:两种抛丸条件下颗粒飞离分丸轮窗口的速度相近;在湿式抛丸条件下,提高分丸轮的转速、增大入口处水的体积分数可以减小颗粒与定向套的碰撞;湿式抛丸的颗粒出口速度低于干式抛丸颗粒出口速度,并且,其速度差随叶片转速的增大而增大;在一定范围内,增大进口处水的体积分数可以降低颗粒的出口速度。

管道输送深冷惰气浆液压力损失的数值模拟

为研究深冷惰气浆液在水平管道输送过程中的压力损失,基于固液俩相流理论,运用Fluent软件对不同初始速度,不同固相颗粒体积分数,不同固相颗粒粒径的浆液在水平管道输送过程中的压力损失进行数值模拟研究。结果显示,随着初始流速的增大,浆液在水平管道输送过程中的压力损失增大,干冰体积分数增大,压力损失增大,干冰颗粒粒径增大,压力损失减小。

基于永磁直驱风电机组的风电场电压控制问题分析

针对基于永磁直驱风电机组的风电场无功功率/电压控制问题,研究了国内外并网规程关于无功功率平衡/电压控制方面的技术要求,并结合永磁直驱风电机组单机的无功功率调节性能和工作经验,探讨了风电场/风电机组无功功率/电压控制与管理方面存在的一些问题。最后提出了一种风电场无功功率/电压管理技术方案,不仅解决了风电场电压控制现有的技术问题,而且可以为风电场运营商带来一定的经济效益。

基于气固两相流的抛丸砂运动轨迹数值仿真

利用FLUENT软件中的稠密离散相模型(DDPM),建立以空气为连续相、以抛丸砂为离散相的一个气固两相流数学模型,对抛丸砂在抛丸器内部流场中的运动进行数值仿真,分析了不同的定向套窗口方向下抛丸砂的运动轨迹,结论是改变定向套方向可以改变抛丸砂的出口速度和方向。通过FLUENT软件仿真模拟不同抛丸器几何结构下抛丸砂的运动轨迹,为抛丸器的优化设计、安装调试提供了理论参考依据。