水力振荡器性能参数与减阻率影响规律研究

为更科学地优化水力振荡器的参数设计及施工参数设置,建立了水平段钻柱振动模型并进行了数值模拟,采用Minitab软件对数值模拟结果进行了分析,研制水力振荡减阻试验装置并开展了振荡减阻机理试验,通过方差分析了钻压、振动幅值及频率对减阻率的影响规律。分析结果表明:各因素对摩阻的影响程度由大到小依次为振动幅值>钻压>振动频率,其中钻压对减阻率的影响表现为消极,振动幅值和频率对减阻率的影响表现为积极,同时钻压、振动幅值、频率3个因素对减阻率变化的贡献率分别为11.76%、51.98%及10.97%,振动幅值是水力振荡器设计中需要优先考虑的因素。研究结论可为水力振荡器的参数设计及现场应用中施工参数的设置提供理论支撑。

气云爆炸下波纹板结构特征对抗爆性能影响研究

为分析波纹板结构在气云爆炸荷载下抗爆性能,减少爆炸事故中人员伤亡及财产损失,建立了基于Johnson-Cook模型和CONWEP控制方程的波纹结构数值仿真模型,并通过气体爆炸试验验证了仿真模型的准确性。通过调整波纹板厚度、坡深、波宽等参数,分析波纹结构在气体爆炸下动态响应规律。结果表明,波纹板变形量与波纹板厚度t、坡深h呈负相关,与波宽L 1、坡宽L 2呈正相关,其中,受厚度t的影响最为显著,坡深h次之,波宽L 1、坡宽L 2较小。研究结果可为高性能波纹结构抗爆设计提供技术支撑。

冠状动脉狭窄几何特征参数影响跨狭窄压力损失的统计学分析

目的分析狭窄偏移、管腔离心率、狭窄弯曲度对跨狭窄压力损失的影响,筛选其中关键几何特征参数。方法本研究采用计算流体力学方法对不同几何特征参数下冠状动脉狭窄段内的血液流动开展数值模拟。基于模拟所得跨狭窄压力损失开展统计学分析,考察了各几何特征参数对跨狭窄压力损失的主效应及彼此间的交互效应。结果狭窄偏移及狭窄弯曲度对跨狭窄压力损失影响显著;狭窄偏移与狭窄率、狭窄弯曲度与狭窄长度、狭窄弯曲度与狭窄率交互效应显著;管腔离心率对跨狭窄压力损失的影响一定范围内可忽略。结论本研究结果可为现有冠状动脉计算机断层扫描血流储备分数经验公式引入新的几何特征参数提供理论基础。

RTT比率和缓冲区下BBR算法公平性双因素方差分析

在两种不同的网络瓶颈带宽条件下,通过NS3模拟仿真试验,研究了BBR算法在不同RTT比率和缓冲区大小下的公平指数的变化,并对结果采用双因素数值方差分析。分析表明:RTT比率和缓冲区大小对BBR算法公平性影响显著,RTT比率和缓冲区大小的交互效应影响不显著;根据F值大小得出RTT比率对BBR算法公平性的影响最显著,其次是缓冲区大小。

河西走廊下垫面粗糙度实测值与模拟值的差异性分析

利用甘肃省河西地区17个风塔观测资料和风向风速标准差法,计算了风塔处的下垫面粗糙度,并与中尺度数值模式ARPS中使用的粗糙度参数进行了比较分析。结果表明,数值模式中使用的粗糙度值和实况具有一定差异,其使用的粗糙度定义方案并不能准确地反映出下垫面粗糙度和非均一性特征。差异最大出现在草原下垫面上,可达375%,且差异程度随下垫面植被复杂程度增加。

基于正交设计的覆岩移动影响因素敏感性分析

为了探究采宽、采厚、上覆岩性和采深等4个主要因素对覆岩移动变形所起到的贡献大小,确定较敏感或最敏感因素,给煤矿开采设计和地表建筑物保护提供参考依据,本文以兖州某矿主采近水平煤层为背景,在正交试验优化组合基础上借助FLAC3D数值模拟软件对覆岩移动的影响因素(采厚、采深、采宽及上覆岩性)进行了敏感性分析。研究结果表明,不同影响因素对覆岩移动的敏感性具有较大的差异性,16种不同组合条件下对采动覆岩最大竖直位移和最大水平位移的敏感性作用由大到小依次为:采宽、采厚、上覆岩性、采深。最后,利用多元线性回归分析法建立了多因素作用下覆岩移动的数学公式,回归效果非常显著。

喷雾冷冻法单个液滴冻结过程模拟

喷雾冷冻液滴的冻结过程决定着干燥产品的微结构。本文以单个雾化液滴为研究对象,利用数值模拟的方法研究了液滴大小、气体流速和环境温度3个参数对其冻结过程的影响。结果发现,液滴越大冻结时所需的形核时间和完全固化时间越长,而且冻结过程随着气体流速的增大和环境温度的降低而缩短。通过方差分析发现,液滴大小较气体流速和环境温度对液滴完全固化时间的影响有较显著差异。液滴冷冻过程中,其质量损失率随着液滴大小的增大而略有减小,随着气体流速的增加及环境温度的降低而减小,其中环境温度对液滴质量损失率的影响最大。

翅片参数对车用中冷器流动传热性能的影响

为了研究翅片结构及其几何参数对车用进气中冷器热力性能的影响,采用三维k-ε湍流模型,应用块结构网格生成技巧,融合流固耦合研究方法和薄壳导热模型数值模拟18个具有不同结构和参数的中冷器换热单元的流动传热性能.采用正交试验设计方法(DOE)安排仿真研究过程,进行极差分析和方差分析,并通过风洞实验进行验证.研究结果表明,翅片结构形式和峰距对传热性能影响巨大,翅高和扭幅次之;翅高对流动阻力的影响最为显著,扭幅和峰距次之;不必考虑扭动波长对热力性能的影响.研究结果与工程实践经验吻合,风洞实验验证了该方法的有效性.

高速公路路基下采空区充填效果试验研究

为了经济高效地治理高速公路下覆采空区,实现路面行车安全,建立某段高速公路下覆采空巷道的物理力学模型,确立正交试验方案,从充填体、充填率、充填数量三个因素及各因素三个水平出发,利用FLAC3D进行9次试验,借助极差和方差分析,确定出各因素显著性影响顺序和最优化充填方案。结果表明:最优化充填后路面沉降值和水平变形值是所有试验中最小的,充填治理效果显著,验证了最优化充填方案的正确性。

两级离心泵径向导叶水力优化

为提高已有两级离心泵中径向导叶的水力性能,按照正交试验要求,选取径向导叶的喉部面积、扩散角、反导叶数、反导叶高度4个因素,每个因素取3个水平,设计9个导叶.基于ANSYS CFX软件,选取k-ε湍流模型,并结合全隐式耦合算法对装配具有不同几何参数径向导叶的两级泵全流场进行数值计算,获得了9组设计方案在额定工况下的扬程、效率.以泵的扬程和效率作为试验指标,利用极差分析法分析了所选几何参数对于两级泵扬程、效率的影响规律,以及影响径向导叶性能的主要因素和次要因素,提出了性能较优的径向导叶方案.径向导叶喉部面积对两级泵的扬程、效率影响较大.经数值计算可得,较优方案的额定工况下的扬程为211.70 m,效率为47.63%,较之优化前的径向导叶,扬程提高了1.24 m,效率提高了4.00%,取得了较好的优化效果.

影响周期注水提高采收率效果的因素分析

本文用正交试验法进行剖面模型数值模拟计算方案设计,研究了影响周期注水提高采收率有关地质工程因素,得到了有意义的结论,为进一步开展周期注水矿场试验或工业性开采提供依据。

克拉玛依油田304断块氮气泡沫调驱正交优化设计

针对克拉玛依油田五3东区上乌尔禾组油藏非均质性严重、水驱开发效果较差的问题,以304断块为例,进行了氮气泡沫调驱的数值模拟研究。剩余油分布的统计结果表明,该断块剩余水驱可采储量较少,延续水驱潜力不大,主力层位的SW322小层剩余水驱可采储量仅占剩余储量的7.26%。采用正交分析方法研究了发泡剂质量分数、地下气液比、间隔时间等参数对氮气泡沫调驱效果的影响,方差分析结果表明,地下气液比对氮气泡沫调驱效果的影响最为显著;最优参数组合为发泡剂质量分数0.4%,地下气液比2∶1,间隔天数120 d。

基于正交设计和CFD模拟的Spar平台螺旋侧板水动力优化设计研究

螺旋侧板能够有效抑制Spar平台涡激运动,为选取较优的螺旋侧板参数,文章基于正交设计理论,采用数值计算方法求解RANS方程,研究侧板螺距比、侧板高度和来流速度等因素对Spar平台横向力系数的影响。采用极差分析法和方差分析法处理计算数据,得到各Spar平台螺旋侧板参数及其交互作用对减涡效果的影响程度。

巷道特厚泥质顶板失稳因素分析及控制技术

为研究巷道特厚泥质顶板失稳因素及其敏感性,通过现场调研和理论分析,确定6个影响特厚泥质顶板稳定的主控因素;以黄岩汇煤矿15107工作面为工程背景,采用有限差分软件FLAC5.0开展6因素3水平正交试验,运用方差分析方法研究各影响因素的敏感性;提出针对性的控制措施并开展现场应用。研究结果表明：影响特厚泥质顶板变形的各因素敏感性排序为：直接顶强度〉巷道宽度〉顶板支护强度〉直接顶厚度〉帮部支护强度〉煤层强度;直接顶强度、顶板支护强度及巷道宽度对巷道顶板变形的影响高度显著;煤层强度和帮部支护强度对巷道帮部变形的影响高度显著;提出的强化顶板承载结构及帮顶协同控制的支护对策,现场应用效果较好。

风能资源估算中的不确定性分析

针对已投运风电场的利用小时数大多达不到设计水平的现状,该文从风能资源评估的角度寻找原因。通过对决定平均有效风能密度估算值误差大小的不完全伽玛函数的数值实验,发现计算误差不稳定,有时会超出可接受范围,造成估值偏高。利用改进FAST和Sobol两种基于方差的灵敏度分析方法,分别计算出近似平均有效风能密度对Weibull分布参数及风力机切入、切出风速4个不确定量的一阶灵敏度和全影响灵敏度。一致的灵敏度排序结果说明尺度系数是影响相对误差的主要原因。通过分析数值实验结果提出了近似算法的适用条件。算例显示,所提约束条件可以很好地控制近似算法的误差范围。

稠油油藏蒸汽驱注采参数优化的正交数值试验

蒸汽驱注采参数包括注汽温度、干度、压力、速度、采注比和生产井井底流压等,蒸汽驱开采效果是注采参数综合作用的结果,其影响机理比较复杂。采用常规的单因素优化设计方法可研究各因素单独变化时如何影响蒸汽驱效果,但对于多参数问题存在明显的缺陷,而正交数值试验是解决多因素问题的有效方法。采用正交设计确定注采参数的位级取值,利用正交表得到少量的组合方案,对方案进行数值试验,综合考虑技术和经济因素,定义了蒸汽驱开采效果的评价指标。采用直观分析方法确定最优的参数组合,数值试验表明,正交数值试验法得到的注采参数组合可达到最优的蒸汽驱开采效果。利用方差分析法得到注采参数的显著性排序,从大到小依次为:生产井井底流压>蒸汽干度>采注比>注汽速度>注汽温度>注汽压力。正交数值试验结果可为现场蒸汽驱注采参数的优化提供理论指导,具有实际意义。

热轧齿轮齿形拉尖的影响因素

针对工艺参数对热轧齿轮齿形拉尖的影响,采用有限元数值模拟分析方法,引入无量纲量影响因子,对不同工况下热轧齿轮齿顶相对拉高进行了方差分析,并对不同影响因素进行了显著性分析.结果表明,轧辊转速和摩擦系数对齿形拉尖的影响最为显著,其次为进给速度和轧辊齿顶圆角,而轧制温度和坯料材料对齿形拉尖的影响并不显著.通过提高坯料材料的变形抗力或减小摩擦系数,均可以削弱热轧齿轮的齿形拉尖现象,且减小摩擦系数的影响效果更为明显,进一步验证了影响因素显著性分析的准确性.

基于交互作用正交试验的板料成形工艺参数优化

某摩托车零件拉深深度大、表面形状复杂,造成了零件成形时部分区域出现了变形不充分的缺陷,极大降低了零件的强度和刚度,从而导致零件在使用过程中的安全性降低。利用有限元软件对零件成形过程进行了数值模拟分析,利用交互作用正交试验选定成形时的压边力、摩擦系数以及压边力与摩擦系数交互作为影响因素。以零件成形时的变形不充分率作为目标,通过方差分析得出各个因素的显著程度,得到一组最优参数组合。它有效地减少了零件成形时的变形不充分率。

正交设计在油藏数值模拟中的应用

本文在实践的基础上，提出运用正交表设计油藏数值模拟模型和方差分析方法处理模拟计算结果的思想，认为正交设计法在油藏数值模拟工作中具有很大的推广使用价值。

基于正交设计的颗粒流模型宏细观参数相关分析——以岩石单轴压缩数值试验为例

分析颗粒流模型中宏细观参数的关系,可为细观参数的匹配提供依据。以平行黏结模型作为基本模型,以单轴压缩数值试验作为宏观参数测试方法,对数值试验进行正交设计,采用多因素方差分析研究细观参数对宏观参数的影响。结果表明:弹性模量E主要受Ec(珔Ec)影响;泊松比γ主要受kn/ks(k珋n/k珋s)影响;单轴抗压强度σn主要受平行黏结强度参数σcn,τcs,SD/Mean影响;μ对宏观强度参数没有显著影响,而对宏观变形参数具有一定影响;RA只对泊松比γ存在一定影响。在此基础上,建立了针对岩石单轴压缩数值试验的细观参数匹配方法。