超声波检测计算机模拟和仿真的研究及应用现状

随着高性能计算机的广泛应用,超声检测模拟和仿真的研究方兴未艾。本文对这些研究所选择的数学模型和方法进行了综合评述,探讨了Gaussian模型、声线模型、衍射理论、有限积分技术等的应用,涉及的方法包括各种解析方法及有限差分、有限元、边界元等数值方法。

井间示踪剂测试半解析方法体系数学模型

在井间示踪剂测试资料的半定量-定量化解释方法中,解析方法和数值方法均存在一定的缺点。在总结前人研究成果的基础上,完善了半解析方法的解释理论和机理,建立了示踪剂测试半解析方法体系数学模型。克服了数值方法工作量大、计算速度和精度受网格方向性和步长大小控制等缺点,解决了解析方法无法考虑实际井网的非均质性和井间复杂的连通对应关系等问题。研制了半解析方法体系示踪剂测试解释软件,形成了一套实用可靠的示踪剂测试解释方法,在新疆上乌尔禾组油田矿场测试应用中,取得了较好的效果。

海底隧道涌水量模型试验研究

通过分析目前对海底隧道涌水量预测中使用的经验解析法和数值模拟法的局限性,采用模型试验的方法,基于相似理论,结合青岛胶州湾海底隧道水文地质和工程地质情况,以其右线的一个断面为模型,根据围岩渗透系数、黏聚力以及摩擦角配置了相似材料,并制作了海底隧道模型架和涌水量测量装置,同时在开挖过程中对位移、应力和渗压进行了监测。监测数据表明,本模型试验能较好的模拟海底隧道的实际开挖情况,试验所得涌水量与现场实测数据结果非常接近。通过解析解、数值解及试验观测值的对比表明,本试验在海底隧道涌水量预测方面具有较好的实用性,对指导防排水设计及施工实践有一定的参考价值。

非均质油藏试井分析理论的研究进展

在明确了试井分析所用的油藏分类标准的基础上,从油藏多孔介质的非均质性、油藏流体的非均质性、以及数学模型的解法和试井解释方法4个方面,对非均质油藏的研究成果进行了概述,归纳出了规则的非均质油藏和随机的非均质油藏的概念,并分析了非均质油藏试井理论研究的发展趋势,指出结合油田地质资料和油藏开发动态资料进行综合试井资料分析是试井理论发展的必然趋势,数值试井方法是试井未来发展的方向.

超声检测声场计算模型的建立与仿真软件的开发

基于瑞利积分和Pencil法,建立了声场半解析法计算模型;基于基尔霍夫近似,GTD和波恩近似理论,建立了超声场与缺陷相互作用的半解析法计算模型。以半解析法计算模型为核心,开发了超声检测计算分析系统UT-CAS。该系统可实现超声检测发射声场和缺陷回波声场的快速计算,可应用于探伤工艺设计、声场和缺陷信号辅助分析以及无损检测人员培训等。

中国先进研究堆自然循环程序的开发及应用

针对中国先进研究堆(CARR)的具体结构以及自然循环建立的过程中冷却剂流动会发生逆转的特点,开发了自然循环瞬态计算程序.程序对CARR的低压运行系统以及自然循环建立过程中可能出现的流动状态以及换热形式进行了充分考虑.根据微分方程组刚性的强弱,计算中交替使用 Adams预测 校正法和Gear方法进行数值求解.通过计算发现:应急冷却系统的投入明显地降低了 CARR的冷却剂温度以及其他热工参数,更加有效地保证了 CARR 的安全运行.本程序可以作为 CARR 热工安全分析工具,并可为CARR停堆后各设备的运行方案提供理论分析基础.

超声检测过程的数值模拟

简要评述超声检测过程的数值模拟 ,探讨超声波声场的模拟、超声波和缺陷的相互作用、换能器 缺陷检测系统、超声波在材料和构件中的传播路径。

油井稳定生产状态下的脉冲试井分析方法

本文提出了油井稳定生产状态下的脉冲试井数学模型,利用时间和空间叠加原理求得其解析解。并用非线性回归分析方法来进行脉冲试井分析。

地下水对人工地层冻结过程的影响机制研究进展及展望

目前关于地下水渗流作用对人工地层冻结过程的影响机理研究主要集中在模型试验、数值计算以及理论解析解3个方面。关于模型试验的研究成果已经基本实现了地下水对人工冻结温度场影响规律的定性分析,但对于地下水流速度对冻结温度场的量化影响规律尚未得出一致的研究结论;关于地下水渗流条件下人工冻结温度场的数值计算方法主要包括“表观热熔法”以及“焓-孔隙度法”,但这两种数值计算模型均对水热耦合过程进行了简化,无法全面深入地反映较大流速地下水与冻结温度场耦合作用的科学本质,因此流速计算范围受到一定的限制,计算准确度也有待提高;关于地下水作用下冻结温度场解析解的研究成果主要集中在稳态温度场方面,能够反映温度场随时间及流速变化规律的瞬态温度场理论解尚无相关成果。基于当前的研究现状,提出了该科学问题未来的研究方向。

饱和水介质中石油运移解析模型及结果分析

以石油运移通道几何形状比较规则、渗透率分布比较均匀而且运移通道被水饱和为假设条件，建立了石油运移解析模型，用于在不同运移通道性质条件下，评价运移速度、运移量、运移距离随时间的变化关系。分析计算结果发现，在运移过程中，石油的黏度越大，运移量越小、运移距离越短、运移速度越慢，而且速度的递减也越快；压差越大，石油运移的距离越长、运移量越大，同时运移速度也越快，速度递减缓慢。

横向荷载桩的模型试验与数学求解的耦合法

本文从桩的受力特性入手,分析了横向荷载桩理论求解方法的困难和模型试验方法之不足。提出了模型试验与数学求解的耦合法,以简化试验的测试系统,提高试验的精度和试验成果的合理性。并就测试系统的选择和数学求解的方法进行了论述,认为测试系统的选择以实测弯曲应变为主,辅以少量位移测点为好。在进行数学求解时,数值微分法介绍了差分法,推导了带条件的多项式拟合、分段带条件的多项式拟合等方法,在实际应用中应根据不同问题选取不同的方法。最后介绍了耦合法在某抗滑桩试验中的应用情况。

应用型常微分方程课程设计初探

针对工科院校大学生常微分方程课程学习过程中遇到的困难和专业学习中的应用需求,提出常微分方程课程设计的若干建议,并就数学模型中的实例,尝试用数值计算的结果印证理论推导的结果。

示踪剂运移数学模型求解方法研究

随着测试目的的明确和井间示踪的发展,示踪测试解释方法也不断完善和发展。目前,不考虑地质模型进行井间示踪测试解释的方法主要为界标法,结合地质模型进行解释的方法主要有三种:解析方法、数值模拟法、半解析方法。三种方法各有优缺点。从油藏工程的角度,基于流线方法和不稳定渗流场,构建了更为完善的井间示踪产出浓度计算求解半解析方法体系,包括压力场求解、质点追踪方法和流场分解方法等,将三维问题的求解处理为一维问题解的组合形式。

一种改进解析冗余度的损伤识别方法

提出一种采用无损指标和损伤指标相结合进行损伤识别的改进解析冗余度方法.该方法通过剔除求解方程组中与损伤单元相关的方程,补充与损伤单元无关的方程,构造出新的求解方程组进行求解.在新模型中,与损伤单元无关的约束条件构成无损指标,相关的约束条件则构成损伤指标.同时,采用结构无阻尼振动方程建立约束满足问题模型,提出了改进解析冗余度方法在结构动力测试方面的理论.通过数值算例验证所提方法在结构静动力方面单、多损伤识别的有效性,也证明了该方法在一定数据误差及模型误差下的适用性.最后,设计了钢梁静、动力试验.试验结果显示,所提出的方法能够定位结构较小的损伤,并且损伤指标较为明显.该方法在梁式结构的损伤识别和安全评估中具有一定的工程实用性.