内陆复杂风电场风速垂直外推模型研究

陆上风能资源评估中风电机组的轮毂高度大于测风塔高度,忽略大气稳定度影响与地表粗糙度变化,风切变指数受地面地形和地貌因素的影响,且在外推到轮毂高度处时,风速难以精确预测。综合考虑了Monin Obukhov相似理论与动力学粗糙度最小二乘法计算模型,建立一种基于大气热稳定性在中性条件下的拟合方法。首先,评估了风切变指数在不同地点的空间分布和与大气稳定度变化之间的相关影响;其次,以2个不同地貌下陆上风电场的实测数据为基础,与常用的综合切变外推轮毂高度风速的计算方案相比较,结果表明:风切变指数日变化与大气稳定性日变化存在一定的相关性,新型外推风速模型计算方法能更加准确地评估目标高度风速的垂直分布变化。

考虑启动压力的非牛顿幂律流体产能计算新方法

针对现有稠油油藏非牛顿幂律流体的产能计算方法缺乏实用性的问题,基于非牛顿幂律流体的产能公式,考虑非牛顿幂律流体特性和启动压力梯度,建立了稠油油藏产能计算新方法。根据幂律流体径向稳定渗流模型建立定向井产量模型,结合Joshi水平井产能公式,利用儒柯夫斯基变换将平面椭圆流变换为平面径向流,并根据水电相似原理的等值渗流阻力法,推导建立了考虑启动压力梯度的非牛顿幂律流体的水平井产能新公式。矿场应用表明,新方法计算结果与现场实际生产结果对比,误差均小于10%,在允许误差范围内,满足生产需求,具有较好的实用性。新方法为同类型油藏的产能评价提供了一定的技术借鉴。

人类行为的刺激—心理活动—反应的数学公式

在一些简单情况下 ,人可由对刺激的主观体验和简单的心理加工 ,作出决定并产生反应。在假设简单心理加工的幂定律后 ,可以用一组数学公式 ,即文中的式 ( 1 ) ,( 2 ) ,( 3 ) ,( 4) ,来定量描述人类行为的刺激—心理活动—反应关系。

锥形凹模缩口力计算中弯曲影响的研究

通过对缩口力计算研究现状的分析,就几组考虑弯曲作用影响与否的缩口力计算公式,其中包括采用主应力法并按幂函数规律的加工硬化条件导出的缩口力公式,以及在此基础上补充提出了计及弯曲影响的新公式,并作了缩口力的实验测试,进行了较系统的比较研究。研究结果表明:在锥形凹模缩口中,弯曲作用对缩口变形力的影响程度是由凹模半锥角α值决定的,在α≤25°时,弯曲影响可以忽略不计,而当α>25°时,需考虑弯曲作用的影响。

幂律流体偏心环空流动中的波动压力修正模型

在石油钻井过程中,井眼环空中的流动多为幂律流体偏心环空流动。Burkhardt公式仅适用于同心环空流动,用来计算偏心环空流动中的波动压力时存在较大误差。通过CFD数值计算,分析了环空比和偏心度对幂律流体偏心环空中波动压力的影响。结果表明:在大环空比的情况下,波动压力随偏心度增大而减小;在小环空比时波动压力随着偏心度增大而出现先增大后减小的趋势。建立了Burkhardt公式中的常系数和泥浆粘附系数与环空比和偏心度之间的函数关系,从而扩展了Burkhardt公式的适用范围,使之可以计算幂律流体偏心环空紊流流动的波动压力。将扩展型Burkhardt公式的计算结果与文献中的数据进行了对比,误差<9%。

低渗透稠油油藏水平井产能计算新方法

依据水平井稳态条件下的渗流特征及宋付权提出的水平井生产时形成等压旋转椭球面的理论,将低渗透幂律流体型稠油油藏水平井的渗流场更加精确地划分为内、中、外三个区域,并分别推导出了各区域内水平井的稳态产能公式。依据区域边界流量和压力相等的原则,建立了关于边界压力的非线性方程组,采用Newton-Raphson方法进行数值求解,最终可求得水平井的产量。通过计算结果与估算最大产量的对比结果证明了该方法的有效性和实用性。对幂律指数、启动压力梯度和水平井井段长度与水平井产能关系的分析结果表明,幂律指数n>0.8时,各参数对水平井产能的影响较大;n≤0.8时,影响较小。水平井产量和启动压力梯度之间呈线性关系,水平井井段长度不影响水平井产量的变化率,而幂律指数(n>0.8)影响水平井产量的变化率。

非牛顿流体层流微分黏度函数

为避开用流体力学中的平均值方法求解微分黏度函数时遇到的奇异问题,基于复合函数链式规则简化非牛顿流体的微分黏度函数,并在此基础上建立微分黏度的3种近似式,针对不同近似式的精确性进行分析和比较,明确了近似式的最佳适用范围.

Lagrange插指

提出了拉格朗日(Lagrange)插值问题的一种新形式:幂指数形式,简称Lagrange插指.应用这种插指法,可以构造出一类离散型总体的公式式分布律.

牛顿(Newton)插指

提出了牛顿(Newton)插值问题的一种新形式,幂指数形式,简称牛顿插指.应用这种插指法,可以容易构造出一类离散型总体的一种公式式分布律.

固壁紊流流速分布指数型公式和阻力规律——(Ⅰ)粗糙区

基于相似理论中的不完全自相似假设，研究了粗糙区紊流流速分布的结构形式，通过对尼库拉兹粗糙管水流试验资料的分析，进而给出了粗糙区紊流新的指数型流速分布公式，在此基础上，探讨了管道和明渠的阻力规律。

固壁紊流流速分布指数型公式和阻力规律⒇——(Ⅱ)过渡区

基于相似理论中的不完全自相似假设，研究了固壁紊流流速分布的结构型式。通过对壁面紊流结构的分析，进而给出了固壁紊流包括光滑区、过渡区和粗糙区在内的统一的指数型流速分布公式和阻力规律，并用尼库拉兹的实验资料作了验证。

改进的传染型余震序列模型

将有限幂律公式(LPL)应用到传染型余震序列模型(ETAS)中,并对原ETAS模型加以改进。以台湾集集地震早期余震序列为例,对原ETAS模型与改进的ETAS模型进行了对比分析,结果表明改进的ETAS模型要优于原ETAS模型。

光的偏振特性研究

文中介绍了偏振光的特性及相关原理。利用偏振片产生偏振光并测量了光功率,利用得到的实验数据拟合了一个关于偏振片的旋转角度与光功率的经验公式。将经验公式与理论公式相对照,从一个新的角度验证了光马吕斯定律的正确性。

幂律型流体劈裂注浆机理研究

劈裂注浆技术已广泛应用于各种地下工程之中,但其理论研究远落后于工程实践。为了明确幂律型流体劈裂注浆机理,基于平板裂缝模型及幂律型流变方程,推导出幂律型流体劈裂注浆最大扩散半径计算公式,并分析其适用范围及参数确定方法,最后通过现场注浆试验对其进行验证。结果表明:1劈裂注浆最大扩散半径与起裂注浆压力、浆液锋前压力、裂缝劈裂宽度、黏度系数、浆液平均流动速率及流变指数等有关;2通过分析浆液最大扩散半径与注浆压力差之间的关系,发现注浆压力差越大,浆液最大扩散半径越大;同时,根据裂缝宽度与浆液压力差的关系,可知裂缝宽度越大,所需要的注浆压力差越小;3根据工程试验结果,得到幂律型流体劈裂注浆最大扩散半径理论计算值与实际测量值之间的误差,验证了幂律型流体劈裂注浆最大扩散半径计算公式的正确性与可行性。研究成果可为同类型注浆工程提供一定的理论支撑与技术支持。

考虑摩阻损失的稠油油藏水平井产能计算新方法

为了更准确地评价稠油油藏水平井产能,针对目前稠油油藏水平井产能公式大多未能同时考虑非牛顿流体特性和井筒摩阻的影响,导致模型的计算结果与实际误差较大的问题,运用等值渗流阻力法,结合非牛顿流体管流模型,推导出幂律型稠油油藏水平井产能计算公式,采用渐进分析法对新公式的适应性进行了对比评价。在此基础上,利用新公式研究了稠油油藏水平井产能影响因素,结果表明:1)水平井越长,产能增加幅度越小,水平井超过600 m后,摩阻损失造成的产能降低将超过20%;2)幂律指数越小,水平井产能下降越明显,当幂律指数下降至0.9时,产能降低超过80%;3)矿场实例表明,考虑非牛顿流体管流摩阻的水平井产能计算公式误差仅为-5.77%。该研究成果为稠油油藏水平井开发提供了理论支撑。