井间ERT电极阵列优化及监测实验系统设计与开发

为了开发用于地层中CO_(2)运移监测的井间ERT系统,研究了ERT电极阵列和工作模式优化设计方法并研制了井间ERT监测模拟实验系统;基于COMSOL平台构建了模拟井间ERT测量响应的有限元数值模型,利用数值模型分析了电极间距和宽度等参数对监测区域电场灵敏度的影响规律以及不同电极阵列工作模式下场域灵敏度的分布特征,确定了井间ERT实验系统中最优的电极参数,即电极间距、宽度与监测范围的比值分别为0.200、0.025,电极阵列的工作模式为AM-BN;在对实验系统进行功能需求分析、总体设计以及上述优化设计的基础上,分别对系统硬件部分和软件部分进行了开发,采用多路切换开关并配合精密电桥仪实现了对电阻抗参数的测量,利用以LabVIEW为平台开发的测控软件实现了对实验系统的自动化控制;以埋放绝缘物体来模拟注入地层CO_(2)的方式开展了实验测试,结果显示测量到的电阻抗数据可以灵敏地反映出监测区域电参数的变化且能够用于定位绝缘物体的位置,从而验证了所开发系统的可用性;所建立的电极阵列优化设计方法以及开发的井间ERT监测模拟实验系统为下一步深入研究基于复电导率参数的CO_(2)饱和度评价模型和开发现场适用的井间ERT监测系统提供了实验平台。

液压缸结构设计的有限元法

采用有限元方法对液压机中的主液压缸进行结构设计。得到了详细的应力、应变分布云图及应力集中和最大变形的位置。根据分析结果 ,优化设计方案 ,并重新进行数值模拟 。

154吨电动轮自卸车轮边减速器的设计与分析

以电动轮自卸车轮边减速器为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件对太阳轮和行星轮进行了仿真分析,得到了太阳轮和行星轮的等效应力云图,并对有限元分析仿真值与理论计算值进行了对比,结果表明,理论计算值与仿真值非常接近,表明采用ANSYS有限元分析软件分析轮边减速器的疲劳强度问题的可行的。

径向基神经网络模型的白车身轻量化设计

为了降低车身质量,以朗逸230TSI款轿车白车身为研究对象,采用Radioss求解器对车身扭转刚度、弯曲刚度、模态进行分析。通过模态试验验证了车身有限元模型准确性,采用Plackett-Burman实验设计法选取18个部件厚度为设计变量,建立白车身径向基神经网络近似模型,以车身质量,一阶扭转频率为优化目标,车身扭转刚度,弯曲刚度和一阶固有频率为约束条件对白车身进行多目标优化。通过近似模型与有限元模型结果对比,验证了优化结果的准确性。结果表明,车身质量减少18.3kg,一阶扭转频率提高5.24Hz,优化效果显著。

螺旋槽气体润滑机械密封温度场有限元分析

应用有限元法计算了螺旋槽气体润滑机械密封的稳态温度场分布。计算了不同压力、转速及导热材料下密封环温度分布,并与实验值做以比较,并对计算结果进行分析。

四川盆地碳酸盐岩裂缝预测的新方法

本文提出了碳酸盐岩裂缝性储层的一种新评价方法——古构造应力场数值模拟法。在模拟的基础上,本文探讨了不同性质应力场的特征及其对裂缝发育的控制作用,总结了应力场特征与构造形迹的关系进而提出了预测裂缝发育区带的一些基本原则与方法,为优选探井井位、提高裂缝钻遇率、降低勘探成本提供了科学的地质依据。

Postbuckling of Marine Stifened Composite Plates with Initial Geometric Imperfections Using Progressive Failure Analysis

This work explores the postbuckling behavior of a marine stifened composite plate in the presence of initial imperfections.The imperfection shapes are derived from buckling mode shapes and their combinations.Thereafter,these imperfection shapes are applied to the model,and nonlinear large defection fnite element and progressive failure analyses are performed in ANSYS 18.2 software.The Hashin failure criterion is employed to model the progressive failure in the stifened composite plate.The efect of the initial geometric imperfection on the stifened composite plate is investigated by considering various imperfection patterns and magnitudes.Results show that when the magnitude of the imperfection is 20 mm,the ultimate strength of the stifened composite plate decreases by 31%.Moreover,global imperfection shapes are found to be fundamental in determining the ultimate strength of stifened composite plates and their postbuckling.

无刷双馈磁阻发电机的设计与优化

为了合理引入磁障,抑制电枢反应磁势的交轴分量,提高并网时无刷双馈磁阻发电机发电能力,基于场路耦合有限元法对比研究了磁阻转子在不同极弧系数、不同磁障宽度、不同磁障形状、不同磁障深度以及有、无磁障对发电机性能的影响。并在此基础上,提出一比较合理的无刷双馈磁阻发电机的并网设计方案。研究表明:在电机结构尺寸相同情况下,磁障的宽度和形状对电磁转矩影响不大,而极弧系数对输出电磁转矩影响较大。

爆炸荷载作用下钢筋混凝土构件动力响应的数值模拟

考虑了高应变率下混凝土和钢筋的动态本构模型,根据已有试验资料对炸药、钢筋混凝土构件和两者之间的空气建立数值模型,使用显式动力有限元软件LS-DYNA模拟了空气中点源炸药爆炸产生的爆轰冲击作用于钢筋混凝土构件和爆炸荷载作用下构件动力响应的全过程。结果表明,钢筋混凝土构件受到爆轰冲击的作用区域主要集中在构件迎爆面,构件背爆面受到的绕射冲击作用相比可以忽略;构件内应力波的传播不规则,同一位置处剪切应力波峰值早于弯曲应力波出现,构件的易损部位和爆轰冲击的主要作用位置有关,构件中部较端部更易发生弯曲破坏,而端部较中部更易发生剪切破坏。数值模拟结果和试验数据具有较好的一致性。成果表明,本文的数值模拟方法可以更准确地模拟爆炸荷载作用下钢筋混凝土构件的破坏机理和研究构件抗爆能力。

海洋平台Y型管节点静力强度研究

在海洋平台结构中,管节点是关键部位。以典型Y型管节点为例,采用有限元法,研究Y型管节点的静力强度。利用ABAQUS建立某海洋平台某Y型管节点有限元模型,通过施加一系列不同的载荷,计算得到Y型管节点失效时所承受的载荷。基于ABAQUS计算该Y型管节点在承受轴向拉伸、平面内弯曲和平面外弯曲载荷时构件发生失效的应力情况,发现构件失效时,所承受的轴向拉伸载荷为1 430 k N,平面内弯曲和平面外弯曲时弯矩载荷分别为37.28 k N·m和17.69k N·m。敏感性研究通过改变弦杆的壁厚,计算得到该Y型管节点在承受外部载荷一系列最大应力和变形值。研究表明,随着弦杆壁厚的增加,Y型管节点的应力和变形值减小。

分裂导线温度分布特性研究

深入开展分裂导线温度分布特性研究,对提高输电线路导线的设计水平具有重要的工程意义。为此,基于空气动力学方程和热力学方程建立导线温度分布计算模型,计算模型与IEEE 738计算方法、CIGRE WG22.12计算方法以及试验数据是一致的,研究发现:LGJ-400/35型导线四分裂在海拔高度H=0m的情况下,导线之间的温度不平衡等效于单根导线载流量增加6%~7%,而六分裂时这个等效超过了10%。随着海拔高度的增加,分裂导线之间的温度不平衡程度进一步加剧。

一维不可压缩两相渗流驱动问题的特征有限体积元方法

在初始网格剖分上采取分段线性函数空间作为特征有限体积元方法的试探函数空间,在相应的对偶网格上采取分段常数函数空间作为其检验函数空间,将特征线方法与有限体积元方法相结合,构造出特征有限体积元方法,对一维不可压缩两相渗流驱动问题提出了全离散有特征限体积元方法,并得到最优阶的H1模误差估计.

二维半线性伪抛物方程间断有限体积元方法

讨论了二维半线性伪抛物方程的间断有限体积元方法，提出了相应的半离散格式，得到了该格式的离散最优L^2模估计和H^1模估计．

一类四阶半线性发展方程的混合体积元方法及其数值模拟

采用混合体积元方法求解一类四阶半线性发展方程的初边值问题,在三角剖分下构造了问题的半离散混合体积元格式,并进行了收敛性分析,最后给出数值算例支持了文中理论结果.

双定子游标磁阻电机的转矩研究

为了满足很多场合中低速大转矩直接驱动电机的需要,基于传统游标磁阻结构电机改进设计了一种双定子中间转子式的新型游标磁阻电机。分析了传统游标磁阻电机的工作原理并推导出其电磁转矩表达式,利用有限元法对比分析新型游标磁阻电机和传统游标磁阻电机的性能,仿真计算得出该新型电机的平均转矩比传统游标磁阻电机高44%,通过对内外定子间的相对角度进行优化,得出最优角度为15°,此时其平均转矩与优化前相比提高9.5%。

不同计算模型下输电导线载流量研究分析

深入开展不同计算模型下输电导线载流量研究分析,对提高输电导线载流量计算准确度和输电线路导线的选型具有重要意义。为此,基于有限元模型、IEEE 738计算模型和CIGRE WG 22.12计算模型开展了输电导线载流量特性研究。通过研究发现:不同海拔、不同风速下三种模型计算结果基本一致;在温升过程中有限元模型计算结果与试验数据较为接近,在热稳定情况下三种计算方法偏差不大;风速对输电导线载流量影响较大;随着海拔的升高相同条件下的导线热稳定时的温度也随之升高。

具有双模特性的大模场面积微结构光纤的设计

本文提出了一种具有双模特性大模场面积的微结构光纤,通过有限元法计算其模场分布、基模有效模场面积及弯曲损耗特性,并分析了不同结构参量对限制损耗及有效模场面积的影响.计算结果表明:通过合理地改变光纤结构参量,可以使二阶模LP11、三阶模EH11截止,实现基模LP01、三阶模HE31双模传输,其中基模的有效模场面积可达700μm2.这种结构的光纤制作简单,在大容量光纤传输系统中具有重要应用.

圆筒直线感应电机电磁场的有限元分析

本文首先介绍圆筒直线感应电机结构,应用ANSOFT公司的Maxwell2D的仿真环境建立圆筒直线感应电机(LIM)的仿真模型。在所建立的模型基础上,对圆筒直线感应电机的电磁场分析,并绘制了磁场分布图。分析结果用来指导直线感应电机的理论研究以及本体和其控制系统的设计。