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瓦斯抽采半径演化及群孔优化布置研究
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作者 赵志杰 杨文旺 +4 位作者 王登科 王猛 李川川 王小岐 杨发德 《煤》 2025年第12期9-15,共7页
为研究矿井穿层群孔布孔间距对瓦斯卸压治理的影响,考虑煤体变形、渗透率演化与瓦斯渗流运移建立了气固耦合模型,通过室内试验对文章提出的理论模型的有效性进行了验证。以山西某煤矿底抽巷穿层造穴增透抽采为研究案例,群孔抽采区域内... 为研究矿井穿层群孔布孔间距对瓦斯卸压治理的影响,考虑煤体变形、渗透率演化与瓦斯渗流运移建立了气固耦合模型,通过室内试验对文章提出的理论模型的有效性进行了验证。以山西某煤矿底抽巷穿层造穴增透抽采为研究案例,群孔抽采区域内“一点两线”作为监测方式,分析了群孔优化布置5~7 m孔距下的边中心、角周边和群孔中心水平线处的瓦斯压力变化规律。得到以下结论:抽采180 d后,群孔角周边的有效抽采半径分别为4.54 m、4.35 m、4.18 m;群孔优化布置下的达标面积分别为64 m^(2)、92.16 m^(2)和127.69 m^(2);理论计算与现场数据拟合较为吻合,群孔优化布置下最佳孔距约为6 m. 展开更多
关键词 瓦斯抽采 抽采半径 钻孔间距 流固耦合
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基于状态空间的流固耦合传热的分析 被引量:6
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作者 夏文庆 明晓 朱春玲 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期112-116,共5页
研究了半无限大管道中定常热物性牛顿流体的处于热充分发展状态的一维的流固耦合瞬时强制对流换热 ,基于状态空间描述法 ,发展了上述场合的较简单的封闭解法 ,得到了三维条件下以下两种情况的分析解 :( 1)恒稳态 ;( 2 )瞬态早期阶段。并... 研究了半无限大管道中定常热物性牛顿流体的处于热充分发展状态的一维的流固耦合瞬时强制对流换热 ,基于状态空间描述法 ,发展了上述场合的较简单的封闭解法 ,得到了三维条件下以下两种情况的分析解 :( 1)恒稳态 ;( 2 )瞬态早期阶段。并对 n个流体、m个固体串联的管道中一维的耦合热交换问题给出了一般解法 ,借助于 MATLAB强大的矩阵处理功能 ,本解法更为快速有效。最后 。 展开更多
关键词 状态空间 温度分布 耦合强制对流 传热 流体 固体 管道
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不同炮孔间距对岩石爆炸裂纹扩展影响的数值分析 被引量:22
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作者 李洪伟 雷战 +3 位作者 江向阳 刘伟 何志伟 章彬彬 《高压物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期80-89,共10页
为实现对岩石的充分破碎,有效利用炸药能量,基于有限元分析软件 ANSYS/LS-DYNA及流固耦合(ALE)算法,研究了不同炮孔间距对岩石(角岩)爆炸裂纹扩展的影响,同时将模拟结果应用在工程实践上加以验证。结果表明:随着两炮孔间距离的增大,单... 为实现对岩石的充分破碎,有效利用炸药能量,基于有限元分析软件 ANSYS/LS-DYNA及流固耦合(ALE)算法,研究了不同炮孔间距对岩石(角岩)爆炸裂纹扩展的影响,同时将模拟结果应用在工程实践上加以验证。结果表明:随着两炮孔间距离的增大,单炮孔周围裂纹扩展更加充分,炮孔周围粉碎区增大,萌生的分支小裂纹逐渐减少,主裂纹增多。在两炮孔之间受到相邻炮孔爆炸应力波影响的区域,主裂纹发育扩展较为明显,且随着炮孔间距的增大,主裂纹相互贯通的位置越靠近两炮孔中心连线方向。工程实践表明:数值模拟结果与爆破工程效果具有较好的吻合性,将数值模拟结果用来指导爆破方案设计是可行的,能够为爆破工程提供重要的参考。 展开更多
关键词 有限元 流固耦合 裂纹扩展 炮孔间距 层裂
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基于主效应分析的变矩器叶片角变量空间优化 被引量:4
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作者 王安麟 杨智雄 李文嘉 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期14-21,共8页
液力变矩器叶片设计变量空间大,轮系间强流固耦合,使得优化解析时间冗长,难以实现基于变矩器叶片角变量空间的工程设计.为此,以双涡轮液力变矩器为研究对象,实现了基于液力变矩器叶片角主效应分析的设计变量空间优化.在通过台架实验数... 液力变矩器叶片设计变量空间大,轮系间强流固耦合,使得优化解析时间冗长,难以实现基于变矩器叶片角变量空间的工程设计.为此,以双涡轮液力变矩器为研究对象,实现了基于液力变矩器叶片角主效应分析的设计变量空间优化.在通过台架实验数据确认变矩器流固耦合仿真结果正确的基础上,以其轮系8个叶片角为设计变量空间,采用最优拉丁超立方设计仿真试验,实现双涡轮液力变矩器性能仿真;以提高变矩器综合性能(效率、变矩比及启动力矩)为目的,以双涡轮液力变矩器性能与设计变量空间的主效应图为基础,构造其响应面函数并优化,获得8个叶片角对变矩器性能的影响水平.优化结果表明:以低速比区最高效率为主要评价指标,泵轮入口角、第1涡轮出口角、导轮入口角、导轮出口角4个叶片角变量对变矩器性能的影响显著,其他叶片角影响较小或基本无影响.文中提出的方法对于同类产品的定制化及其快速化工程设计具有参考价值. 展开更多
关键词 设计变量空间 叶片角 流固耦合 主效应
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循环工况下变矩器叶片角设计空间的性能优化 被引量:2
5
作者 李文嘉 王安麟 +1 位作者 李晓田 张庆武 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1781-1785,共5页
为解决整机循环工况与液力变矩器的匹配问题,并建立变矩器设计参数与整机工况的动力学映射关系,本文提出循环工况条件下变矩器叶片角设计空间的性能优化方法。该方法在整机物理实验条件下,以其变矩器的统计循环工况加权效率为评价目标,... 为解决整机循环工况与液力变矩器的匹配问题,并建立变矩器设计参数与整机工况的动力学映射关系,本文提出循环工况条件下变矩器叶片角设计空间的性能优化方法。该方法在整机物理实验条件下,以其变矩器的统计循环工况加权效率为评价目标,利用变矩器一元束流理论及其流固耦合仿真结果构建变矩器性能模型,对变矩器叶片角设计变量进行优化。优化过程中以整机V型和T型典型工况及双涡轮变矩器为研究对象,在变矩器流固耦合仿真精度得到台架实验验证的前提下,证明优化后变矩器统计循环工况加权效率分别提升2.64%和2.48%。该方法简易性地建立了整机与变矩器叶片角设计参数间的一体化动力学匹配关系,对同类面向主机的配件定制化设计具有工程化指导价值。 展开更多
关键词 循环工况 变矩器 叶片角设计空间 性能优化 流固耦合仿真 加权效率
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深海采矿扬矿软管流固耦合力学分析 被引量:6
6
作者 王志 饶秋华 +1 位作者 刘少军 方敏 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1106-1113,共8页
采用三维流固耦合有限元模型,研究在复杂深海工况下扬矿软管的初始平衡构形、空间位移、主应力等特性,探讨外部海流速度内部矿物流体的提升速度、屈服应力、粘性系数以及软管的弹性模量等因素的影响。计算结果表明:随着集矿机向中间仓... 采用三维流固耦合有限元模型,研究在复杂深海工况下扬矿软管的初始平衡构形、空间位移、主应力等特性,探讨外部海流速度内部矿物流体的提升速度、屈服应力、粘性系数以及软管的弹性模量等因素的影响。计算结果表明:随着集矿机向中间仓水平移动距离的增加,软管弯曲变形和侧向位移均增加;当流体的提升速度vi较低(vi≤4m/s)时,软管最大侧向位移Ymax与最大主应力σ1随vi的增大增幅均较小;当vi较高(vi>4m/s)时,Ymax与σ1均随vi急剧增加;软管Ymax与σ1均随着流体屈服应力τ0的增加而增加,随着流体粘性系数μ和软管弹性模量E的增加反而减少;为确保管道系统的安全稳定,提高深海采矿效率,建议控制集矿机的工作行程(如100m以内)和矿物流提升速度(如2.5~4m/s),并采用有效的集矿方式(如延长集矿机内矿物破碎和脱泥时间、降低矿物粒径及矿物流浓度、减少泥沙含量等)以降低τ0和增大μ,同时选用弹性模量适中的软管材料。 展开更多
关键词 软管 流固耦合 深海采矿 空间构形 应力 有限元
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地下密闭空间燃气爆炸冲击波传播规律 被引量:17
7
作者 陈国华 吴家俊 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期120-125,共6页
油气管线在城市地下组成了密集的管网,并与地下暗渠、电缆沟等市政管涵地下密闭空间相邻或交叉。在燃气通过管线输送的过程中,由于泄漏而进入密闭空间并引起爆炸的事故时有发生且往往会导致较为严重的后果。为此,借助LS—DYNA非线性动... 油气管线在城市地下组成了密集的管网,并与地下暗渠、电缆沟等市政管涵地下密闭空间相邻或交叉。在燃气通过管线输送的过程中,由于泄漏而进入密闭空间并引起爆炸的事故时有发生且往往会导致较为严重的后果。为此,借助LS—DYNA非线性动力分析有限元软件,基于流固耦合与ALE多物质算法,建立密闭空间下燃气爆炸数值计算模型,探究了密闭空间燃气爆炸过程中爆炸冲击波的传播与衰减变化规律。数值计算结果表明:与将爆炸假设为理想点源爆炸不同,在密闭空间结构环境的限制作用下,爆炸冲击波最初以椭球状形式分布,在传播过程中逐渐向球状冲击波发展,并迅速衰减,最终在大气环境中沿密闭空间宽度方向上传播距离最远。根据爆炸冲击波超压幅值对人体的影响程度划分不同的伤亡等级,拟合数值计算结果得到了密闭空间爆炸冲击波传播衰减计算公式,据此可以准确划分密闭空间爆炸事故后果不同伤亡等级区域范围。 展开更多
关键词 城市地下管网 密闭空间 爆炸数值计算 流固耦合 爆炸冲击波 超压幅值 传播规律 伤亡区域划分 伤亡后果 评价
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考虑水渗流作用的顺层抽采模拟及参数优化研究 被引量:5
8
作者 周西华 张潇文 +2 位作者 白刚 边强 赵璐璐 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期112-118,共7页
为研究水渗流作用对顺层钻孔抽采的影响,为抽采工艺参数优化提供理论依据,建立了考虑水渗流场的气水两相流固耦合方程,并利用COMSOL Multiphysics软件对赵庄矿1309工作面顺层钻孔的抽采负压与钻孔间距进行参数优化。研究结果表明:随着... 为研究水渗流作用对顺层钻孔抽采的影响,为抽采工艺参数优化提供理论依据,建立了考虑水渗流场的气水两相流固耦合方程,并利用COMSOL Multiphysics软件对赵庄矿1309工作面顺层钻孔的抽采负压与钻孔间距进行参数优化。研究结果表明:随着抽采时间增加,煤层水压与水相相对渗透率均快速下降后趋于稳定不变,气相相对渗透率先升高后不变,煤层瓦斯压力在抽采过程中逐步降低;抽采负压改变对煤层相对渗透率几乎无影响;在相同预抽时间里,抽采影响半径与抽采负压呈指数函数关系,抽采负压由15kPa提高到27kPa,可降低煤层瓦斯压力,有效影响半径扩散明显,超过27 k Pa变化不再明显;钻孔间距设置为4.5 m可在预抽期内满足抽采要求且节约施工成本。 展开更多
关键词 水渗流 流固耦合 相对渗透率 抽采负压 钻孔间距
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空间重力环境对稠密气固两相流动特性影响的数值模拟 被引量:1
9
作者 刘阳 黄本诚 刘学 《航天器环境工程》 2005年第1期31-37,共7页
文章基于稠密气体分子运动论和颗粒动理学,建立气固流化反应器的稠密气固两相流动的欧拉-欧拉双流体数学模型,考虑了颗粒与颗粒之间离散介质特性,大涡模拟求解气相湍流流动,数值模拟反应器内稠密气固两相流体流动行为,得到了不同重力条... 文章基于稠密气体分子运动论和颗粒动理学,建立气固流化反应器的稠密气固两相流动的欧拉-欧拉双流体数学模型,考虑了颗粒与颗粒之间离散介质特性,大涡模拟求解气相湍流流动,数值模拟反应器内稠密气固两相流体流动行为,得到了不同重力条件下的颗粒浓度、气相和颗粒相速度等计算结果。结果表明:空间重力环境是影响稠密气固两相流体动力特性的重要因素,颗粒脉动强度将随着重力条件的减小而增大。 展开更多
关键词 稠密气固流动 双流体模型 空间重力环境 大涡模拟 数值模拟
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基于大涡模拟方法的多层动网格技术识别平板气动参数
10
作者 刘祖军 葛耀君 杨詠昕 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期156-160,共5页
从弱耦合的角度出发,对流体计算软件fluent进行二次开发,利用其用户自定义函数(UDF)描述结构的运动状态并结合动网格技术实现流固耦合。在保证动网格运动速度符合空间守恒法则的条件下,针对固体模型在流场中运动受网格尺寸限制且易造成... 从弱耦合的角度出发,对流体计算软件fluent进行二次开发,利用其用户自定义函数(UDF)描述结构的运动状态并结合动网格技术实现流固耦合。在保证动网格运动速度符合空间守恒法则的条件下,针对固体模型在流场中运动受网格尺寸限制且易造成网格变形过大导致计算失败的问题提出了多层动网格的解决方法。流体动力计算时考虑湍流的作用,采用大涡模拟方法求解N-S方程。数值模拟了平板做单自由度强迫振动的断面绕流流场,通过最小二乘法拟合气动力时程曲线获得气动导数。仿真结果与通过Theodorsen理论导出的平板气动导数具有良好的一致性。 展开更多
关键词 多层动网格 大涡模拟 气动参数 UDF 流固耦合 空间守恒法则
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水平井分段压裂簇间应力作用分析 被引量:8
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作者 常鑫 程远方 +2 位作者 时贤 韩修廷 唐梅荣 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期109-119,共11页
水平井分段压裂是开发页岩气、致密气等非常规油气藏的重要技术措施,而缝间应力干扰的存在使得裂缝的延伸和形态异常复杂,如何确定合理的射孔簇间距成为当前亟待解决的问题。基于断裂力学和流体力学基本理论,建立了水平井分段压裂多簇... 水平井分段压裂是开发页岩气、致密气等非常规油气藏的重要技术措施,而缝间应力干扰的存在使得裂缝的延伸和形态异常复杂,如何确定合理的射孔簇间距成为当前亟待解决的问题。基于断裂力学和流体力学基本理论,建立了水平井分段压裂多簇同步扩展流固耦合模型,分析了储层特性和压裂施工参数对缝间应力干扰程度以及多裂缝扩展的影响规律。模拟计算表明:每条张开裂缝都会对邻近裂缝产生一附加应力场,在其作用下各射孔簇裂缝形态和扩展路径发生明显变化,特别是内侧裂缝由于受两侧裂缝诱导应力的叠加作用,裂缝发育受到强烈的抑制;射孔簇间距、弹性模量、压裂液排量和黏度等对各簇裂缝形态影响显著,而射孔密度的影响较小。现场应用表明,本文所建水平井分段压裂多簇同步扩展流固耦合模型对水平井分段压裂设计及工艺参数优化具有较好的指导意义。 展开更多
关键词 水平井 分段压裂 簇间距 流固耦合
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Fluidespaceesolid three-terminal thermal storage classification
12
作者 Yuanfu Zhang Yunying Huang +4 位作者 Xiaohan Zhang Jianlong Zhao Yuchuan Yi Yuxiu Li Jinchuan Zhang 《Natural Gas Industry B》 2024年第1期50-65,共16页
Thermal storage has not yet been classified in a unified way.By analyzing the factors of thermal storage and the interactions of fluids,spaces,and solids,this study proposes a three-level classification scheme based o... Thermal storage has not yet been classified in a unified way.By analyzing the factors of thermal storage and the interactions of fluids,spaces,and solids,this study proposes a three-level classification scheme based on fluid-space-solid thermal storage and dissects the main thermal storage types in the Eryuan,Midu,and Lancang areas of Yunnan Province.The results show that the hydrothermal-karst-carbonate reservoirs of the lower Devonian Kanglang Formation,Carboniferous,and Lower Permian are the main reservoirs in the Eryuan area,the hydrothermal-fracture-carbonate reservoirs are Carboniferous and Lower Permian in the Midu area,and the hydrothermal-fracture-metamorphic reservoirs of the Manlai and Huimin formations are the main reservoirs in the Lancang area.These reservoirs are characterized by high porosity and permeability,high thermal conductivity,high thermal diffusivity,and high specific heat capacity.The classification scheme is systematic,comprehensive,and unified,is capable of conveying multiple information points,and provides a new method for geological exploration personnel to analyze the thermal storage characteristics. 展开更多
关键词 fluid-space-solid Thermal storage CLASSIFICATION Hydrothermal type CHARACTERISTIC
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流固耦合作用下浅埋近接双线盾构隧道开挖扰动分析 被引量:4
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作者 王闯 《路基工程》 2018年第4期40-44,53,共6页
依托广佛环线沙堤盾构隧道工程,通过FLAC3D软件的流固耦合模块,分析了富水地层浅埋近接双线盾构隧道开挖的应力场、渗流场和位移场的扰动行为。研究结果表明:屈服接近度可以作为从应力状态角度分析隧道开挖扰动行为的定量指标;随着横向... 依托广佛环线沙堤盾构隧道工程,通过FLAC3D软件的流固耦合模块,分析了富水地层浅埋近接双线盾构隧道开挖的应力场、渗流场和位移场的扰动行为。研究结果表明:屈服接近度可以作为从应力状态角度分析隧道开挖扰动行为的定量指标;随着横向净距的增大,左、右线隧道开挖对地层渗流场的扰动趋向于单线隧道开挖对渗流场的扰动特征,隧道施工引起的地表沉降槽曲线逐渐由深"V型"趋向于"W型"分布;当横向净距大于1.5 D时,左、右线隧道开挖引起地层扰动的叠加效应较小。 展开更多
关键词 流固耦合 双线盾构隧道 横向净距 开挖扰动 屈服接近度
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TBM空间管道动态特性分析 被引量:2
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作者 孙文倩 张怀亮 +1 位作者 瞿维 熊宇 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期319-326,共8页
针对硬岩掘进机(TBM)工作过程中产生的强振动会改变空间管道动态特性的问题,基于流固耦合理论和有限元方法建立基础振动下空间管道的双向流固耦合仿真模型,并通过实验验证仿真模型的正确性。对有无基础振动下空间管道的动态特性进行对... 针对硬岩掘进机(TBM)工作过程中产生的强振动会改变空间管道动态特性的问题,基于流固耦合理论和有限元方法建立基础振动下空间管道的双向流固耦合仿真模型,并通过实验验证仿真模型的正确性。对有无基础振动下空间管道的动态特性进行对比分析;研究不同振动参数和结构参数对空间管道动态特性的影响规律。研究结果表明:随着基础振动频率增大,管道最大应力和出口压力波动幅值先增大后减小;随着基础振动幅值增大,管道最大应力和出口压力波动幅值均增大;随着管道曲率半径和中间直管长度增大,管道最大应力逐渐增大;随着管道内径增大,管道最大应力逐渐减小。 展开更多
关键词 基础振动 空间管道 双向流固耦合 动态特性
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本煤层顺层预抽瓦斯钻孔间距数值模拟研究 被引量:12
15
作者 施永威 王宗林 +2 位作者 梁冰 周阳 孙维吉 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期21-27,共7页
煤层瓦斯流动存在启动压力,在预抽钻孔抽采瓦斯的后期瓦斯渗流出现非Darcy渗流的现象,同时煤层瓦斯压力、吸附膨胀应力、有效应力等物性参数亦发生改变。为得到为得到启动压力对抽采的影响作用,基于煤岩弹性理论和瓦斯渗流理论,研究了... 煤层瓦斯流动存在启动压力,在预抽钻孔抽采瓦斯的后期瓦斯渗流出现非Darcy渗流的现象,同时煤层瓦斯压力、吸附膨胀应力、有效应力等物性参数亦发生改变。为得到为得到启动压力对抽采的影响作用,基于煤岩弹性理论和瓦斯渗流理论,研究了在启动压力作用下非Darcy渗流现象,得到了考虑启动压力的达西定律,建立了考虑启动压力、地应力、吸附膨胀应力、孔隙压力共同作用的煤岩瓦斯流固耦合数学模型。采用建立的模型对漳村煤矿2601工作面瓦斯抽采钻孔间距进行数值模拟研究,研究结果表明:建立的考虑启动压力的煤岩瓦斯流固耦合数学模型具有一定的可靠性,一定负压下启动压力影响钻孔抽采范围。最终给出了漳村煤矿2601工作面预抽钻孔抽采设计参数。 展开更多
关键词 钻孔抽采 启动压力 流固耦合 数值模拟 钻孔间距
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错列双圆柱涡激振动干涉数值模拟 被引量:6
16
作者 张睿 娄敏 +1 位作者 王晓凯 赵德光 《石油机械》 北大核心 2022年第9期85-92,共8页
为进一步探究影响错列双圆柱涡激振动特性的敏感间距及排列角度,基于重叠网格技术进行网格划分,将振动模型简化为双自由度系统,建立了二维流固耦合数值模型,使用四阶龙格库塔法求解振动方程,编译用户自定义函数(UDF)并结合Fluent动网格... 为进一步探究影响错列双圆柱涡激振动特性的敏感间距及排列角度,基于重叠网格技术进行网格划分,将振动模型简化为双自由度系统,建立了二维流固耦合数值模型,使用四阶龙格库塔法求解振动方程,编译用户自定义函数(UDF)并结合Fluent动网格技术进行求解;在对所建模型进行验证的基础上,对错列双圆柱开展涡激振动响应研究,研究间距比、来流角度和约化速度对错列双圆柱涡激振动特性的影响。研究结果表明:当间距比和来流角度较小时,错列两圆柱的流动干涉作用较为强烈,两圆柱的运动轨迹较为杂乱;随着间距比和来流角度的增大,圆柱的运动轨迹逐渐变得规则,两圆柱轨迹间的差异越来越小,上游圆柱和下游圆柱的运动轨迹将慢慢趋于一致;在间距比S/D=3时,流体与圆柱之间的耦合作用非常强烈,不能在圆柱后方形成规则脱落的漩涡;在高约化速度下,与其他间距比相比,下游圆柱受到上游圆柱尾涡脱落的影响更大,在横流向产生更大的振幅;下游圆柱也对上游圆柱产生“抑制”,使上游圆柱的尾涡变得细长。所得结论可为实际海洋立管的布置提供参考。 展开更多
关键词 海洋立管 错列圆柱 涡激振动 流固耦合 约化速度 间距比 横流向
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基于流固耦合理论下不同开挖方式的位移影响分析——以阿嘎下隧道为例 被引量:1
17
作者 曹彬 刘海明 +2 位作者 郭伟 张延杰 杨志华 《工业安全与环保》 2021年第9期27-31,82,共6页
针对富水区阿嘎下隧道穿越断裂活动带的工程地质和施工特点,采用有限元midas GTS NX,建立基于不同开挖方式下的阿嘎下隧道模型。对比考虑流固耦合作用下的围岩位移,研究表明:对于3种开挖方式,当开挖间距不变时,随着注浆圈从0.1d增至0.5... 针对富水区阿嘎下隧道穿越断裂活动带的工程地质和施工特点,采用有限元midas GTS NX,建立基于不同开挖方式下的阿嘎下隧道模型。对比考虑流固耦合作用下的围岩位移,研究表明:对于3种开挖方式,当开挖间距不变时,随着注浆圈从0.1d增至0.5d(d为隧道净宽),地表沉降量减小;当注浆圈不变时,随着开挖间距从1d增至5d,地表沉降量减小。考虑渗流作用对围岩地表沉降的影响,建议类似阿嘎下隧道工程采用环形开挖预留核心土法,开挖间距为3d、注浆圈为0.3d较合适;对比不同开挖方式下0.3d注浆圈和3d~4d开挖间距导致的沉降量,结果表明CRD开挖法引起的地表沉降量最小,环形开挖预留核心土法沉降量最大。 展开更多
关键词 流固耦合 开挖间距 注浆圈 CRD法 三台阶法
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软土地区某超深圆形基坑变形特性及流固耦合分析 被引量:5
18
作者 马昕 孙德安 刘树佳 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期74-85,共12页
软土地区超深圆形基坑工程具有复杂性、危险性和稀缺性等特点,所以对其进行精确的模拟预测具有重要意义。以上海苏州河深隧工程中开挖深度56.3 m的超深圆形基坑为例,建立基于Biot固结理论的水土双向耦合有限元分析模型,结合实际监测数... 软土地区超深圆形基坑工程具有复杂性、危险性和稀缺性等特点,所以对其进行精确的模拟预测具有重要意义。以上海苏州河深隧工程中开挖深度56.3 m的超深圆形基坑为例,建立基于Biot固结理论的水土双向耦合有限元分析模型,结合实际监测数据研究了软土地区超深圆形基坑的受力与变形特性;探讨比较了双向耦合分析与工程中常用的仅考虑渗流场对土骨架作用的单向耦合分析在机理上的区别,以及2种分析计算结果与实际监测数据的差异。结果表明:(1)圆形围护结构受大偏压荷载一侧比未受偏压荷载一侧的侧向位移增大64.7%,表现出明显的空间效应;(2)双向耦合分析因为考虑了随时间的增加,水逐渐从孔隙排出,超孔隙水压力逐渐消散,并伴随着土体体积变化的过程,所以能够对土体以及围护结构的变形进行有效预测;(3)对于围护结构最大侧向位移,单向与双向耦合分析的计算值与实测值的误差分别为42.35%和14.35%;(4)关于最大环向轴力,单向与双向耦合分析的计算值与实测值的误差分别为14.30%和10.27%,双向耦合计算得到的基坑围护结构内力和变形的结果优于单向耦合计算。研究成果可为软土地区圆形超深基坑的设计和施工提供参考。 展开更多
关键词 超深基坑 流固耦合 数值分析 基坑变形 时空效应
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基于Fluent的井筒环空携屑规律研究 被引量:1
19
作者 王馨雪 廖震 +2 位作者 王奕涵 马驰 杜淼 《能源与环保》 2017年第5期217-222,共6页
在进行大位移钻井时岩屑堆积是影响石油开采的重要因素。为了预测和防止钻屑床高度的增加,研究钻杆与井筒之间的环形空间的流动规律,特别是哪些关键参数影响钻屑运输是十分必要的。目前研究其流场的方法通常有理论分析、实验观测和数值... 在进行大位移钻井时岩屑堆积是影响石油开采的重要因素。为了预测和防止钻屑床高度的增加,研究钻杆与井筒之间的环形空间的流动规律,特别是哪些关键参数影响钻屑运输是十分必要的。目前研究其流场的方法通常有理论分析、实验观测和数值模拟3种,其中数值模拟更能接近实际情况且最为直观、方便。采用计算流体动力学(CFD)对其工作流场进行数值模拟,获得了不同截面的颗粒速度分布,颗粒体积分数分布、速度云图、颗粒的不同截面速度分布,模拟结果显示,转速、液体入口速度、和液体黏度都对井筒内流动有一定的影响。给出了液固两相流湍流流场的基本特性,研究了不同井筒参数对携岩能力的影响,得到了相关流动规律,为其工程实际应用提供了有效的技术指导。 展开更多
关键词 环形空间 液固两相流 双流体模型 数值模拟 钻屑输送
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基于颗粒直径大小对环形空间携屑影响的数值模拟
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作者 房建宇 李士伟 《当代化工》 CAS 2016年第6期1276-1278,共3页
钻井是开发石油资源一个非常重要的环节和技术手段,井中岩屑易在井眼底部形成岩屑床,导致下钻遇阻、蹩泵甚至卡钻,因此岩屑运移机理的研究对钻井作业来说至关重要。通过对现场实际情况的调研,得到井下上返颗粒的直径范围,进行数值模拟... 钻井是开发石油资源一个非常重要的环节和技术手段,井中岩屑易在井眼底部形成岩屑床,导致下钻遇阻、蹩泵甚至卡钻,因此岩屑运移机理的研究对钻井作业来说至关重要。通过对现场实际情况的调研,得到井下上返颗粒的直径范围,进行数值模拟。运用Solid Works对井下环形空间进行建模与装配,得到井下环形空间的三维模型。使用软件建立井下环形空间的简化模型,通过应用FLUENT中动网格部分的UDF编写成功地实现了钻杆的旋转。运用FLUENT数字模拟软件,通过对流体非定常流的数值模拟,对岩屑在环形空间的运移规律进行研究,模拟条件更加接近实际情况,结果更加精确,可以为钻井井眼清洁工作提供科学参考。 展开更多
关键词 计算流体力学(CFD) 环形空间 液固两相流 数值模拟
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