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无相间物质传递化学驱浓度方程算子分裂隐式解法

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清华大学学报（自然科学版） 2002年第8期42卷 1032-1034页

作者：陈国马远乐朱书堂清华大学核能技术设计研究院北京100084

为了改进化学驱数学模型 U TCHEM显式求解浓度方程计算速度慢、计算结果精度低的缺点 ,研究了隐式求解组份浓度方程的方法。根据具有无相间物质传递关系的化学驱油藏流体渗流过程满足的相行为 ,推导出了化学驱数学模型 UTCHEM物质守恒... 详细信息

为了改进化学驱数学模型 U TCHEM显式求解浓度方程计算速度慢、计算结果精度低的缺点 ,研究了隐式求解组份浓度方程的方法。根据具有无相间物质传递关系的化学驱油藏流体渗流过程满足的相行为 ,推导出了化学驱数学模型 UTCHEM物质守恒方程的等价形式 :饱和度方程和组份浓度方程。利用算子分裂技术将组份浓度方程分裂为扩散方程和对流方程 ,隐式交替求解对流方程和扩散方程得到组份浓度方程的隐式解。扩散方程采用隐式局部一维格式差分离散 ,利用追赶法求解 ;对流方程选用了隐式迎风格式差分 ,并且结合油藏模拟问题的流场是有势场的特点 ,实现了对流方程隐式差分显式求解。所建立的隐式求解浓度方程的方法提高了计算精度 ,可以加大计算时间步长 ,加快计算速度。

关键词：化学驱采油浓度方程算子分裂隐式解法

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水平井热力采油的数学模型

清华大学学报（自然科学版） 1997年第5期37卷 70-73页

作者：马远乐赵刚朱书堂清华大学核能技术设计研究院

为了更好地利用水平井技术开采稠油，利用热工水力学方法建立了水平井的数学模型，并将其与三维油藏热采数学模型相耦和，研制出了水平井热力采油的数学模型。实际油藏的计算结果表明，该模型与一般的等压线源模型相比，能更真实地反映... 详细信息

为了更好地利用水平井技术开采稠油，利用热工水力学方法建立了水平井的数学模型，并将其与三维油藏热采数学模型相耦和，研制出了水平井热力采油的数学模型。实际油藏的计算结果表明，该模型与一般的等压线源模型相比，能更真实地反映水平井的动态特性，并能对水平井井长、吞吐周期、射孔位置等进行优选，为利用水平井技术开采稠油提供更可靠的理论依据。

关键词：水平井热力采油数学模型稠油开采

模块式高温气冷堆超临界循环一次再热方案研究

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原子能科学技术 2008年第8期42卷 720-723页

作者：朱书堂张作义清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

基于模块式高温气冷堆先进技术和超临界蒸汽动力循环先进技术,研究了高温气冷堆模块与超临界蒸汽动力循环耦合配置方案。结合超临界热力循环理论及模块化高温气冷堆的特性,研究了超临界热力循环方案及相应的循环参数。针对标准一次再热... 详细信息

基于模块式高温气冷堆先进技术和超临界蒸汽动力循环先进技术,研究了高温气冷堆模块与超临界蒸汽动力循环耦合配置方案。结合超临界热力循环理论及模块化高温气冷堆的特性,研究了超临界热力循环方案及相应的循环参数。针对标准一次再热循环,研究了反应堆模块与汽轮机组匹配模式;计算了循环可能达到的效率,并与先进压水堆效率进行了比较。结果表明:模块化高温气冷堆超临界循环效率比压水堆电厂约高30%。本研究结果可作为高温气冷堆超临界循环电站概念设计的理论基础,为进一步的技术研究与方案设计提供依据。

关键词：模块式高温气冷堆超临界循环朗肯循环核电厂再热循环

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地下水人工回注污染物迁移转化饱和流模型

清华大学学报（自然科学版） 2004年第3期44卷 354-357页

作者：朱书堂赵刚刘悦强马远乐清华大学核能技术设计研究院北京100084

利用污水处理厂二级出水进行的人工地下回注伴随有污染物迁移转化的地质化学及生物化学过程,现存的商业化软件无法模拟。该文以饱和流模型为基础,结合对流-扩散过程、吸附过程及可能的生物降解过程,建立了一个针对地下水人工回注的数学... 详细信息

利用污水处理厂二级出水进行的人工地下回注伴随有污染物迁移转化的地质化学及生物化学过程,现存的商业化软件无法模拟。该文以饱和流模型为基础,结合对流-扩散过程、吸附过程及可能的生物降解过程,建立了一个针对地下水人工回注的数学模型。采用有限体积差分并对水浸深度不同的网格采取不同的离散措施,保证在地下水面处的连续性。应用算子分裂技术并设计了一种特殊的迎风差分格式,使得模型求解速度加快。该模型已应用于北京市高碑店污水处理厂人工地下水回注示范工程。

关键词：地下水人工回注污染物反应性迁移算子分裂数值模拟饱和流动有限体积差分

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核电厂评价系统的评价指标敏感性研究

原子能科学技术 2006年第4期40卷 416-419页

作者：张奇周志伟杨孟嘉任俊生朱书堂清华大学核能与新能源技术研究院北京100084 中国广东核电集团有限公司技术中心广东深圳518124

为开发先进反应堆评价系统,通过层次分析、模糊综合决策方法得到了评价结果。然后,变化经济性、安全性和技术性评价指标的权重,研究这3个指标在不同权重下的评价结果,从而得到了对评价结果的敏感性分析。结合分析结果,对各评价结果进行... 详细信息

为开发先进反应堆评价系统,通过层次分析、模糊综合决策方法得到了评价结果。然后,变化经济性、安全性和技术性评价指标的权重,研究这3个指标在不同权重下的评价结果,从而得到了对评价结果的敏感性分析。结合分析结果,对各评价结果进行了比较和总结。

关键词：核电厂评价系统模糊决策法敏感性分析

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油藏化学驱平衡方程解法改进

清华大学学报（自然科学版） 2002年第10期42卷 1344-1346页

作者：朱书堂陈国杨小晶钟文发马远乐清华大学核能技术设计研究院北京100084

针对油藏化学驱数值模拟软件的化学平衡方程解法存在的问题进行分析 ,研究出改进的方法 ,并将新方法进行编程实现、应用到化学驱数值模拟软件中。油藏化学驱过程中 ,化学反应平衡可以用一组非线性方程组来描述 ,可用经典 Newton法求解... 详细信息

针对油藏化学驱数值模拟软件的化学平衡方程解法存在的问题进行分析 ,研究出改进的方法 ,并将新方法进行编程实现、应用到化学驱数值模拟软件中。油藏化学驱过程中 ,化学反应平衡可以用一组非线性方程组来描述 ,可用经典 Newton法求解。但由于油藏地质化学反应的复杂性 ,经典方法时常失效 ,导致数值模拟的失败。针对经典 Newton法求解失效的具体情况 ,考虑几种措施 (参数 Newton法、阻尼 Newton法及最小二乘法 )改进原有的方法以求得非线性方程组的数值解 ,从而保证模拟顺利进行。该模型已应用于大庆油田化学驱采油的实际模拟中。以四注一采井组为例 ,原方法在模拟到 5 0 6.7d时作业流产 ;

关键词：解法化学驱采油地质化学反应数值计算最小二乘法化学平衡方程油藏模拟

Wave Damping over a Perforated Plate with Water Chambers

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Tsinghua Science and Technology 2006年第3期11卷 332-338页

作者：朱书堂 Institute of Nuclear and New Energy Technology Tsinghua University Beijing 100084 China

The movement of waves propagating over a horizontally submerged perforated plate with waterfilled chambers bellow the plate was investigated by using linear potential theory. The analytical solution was compared with laboratory experiments on wave blocking. The analysis of the wave energy dissipation on the perforated bottom surface shows that the effects of the perforated plate on the wave motion depend mainly on the plate porosity, the wave height, and the wave period. The wave number is a complex number when the wave energy dissipation on the perforated plate is considered. The real part of the wave number refers to the spatial periodicity while the imaginary part represents the damping modulus. The characteristics of the wave motion were explored for several possible conditions.

关键词： perforated plate potential theory propagating wave wave-damping

Wave Damping and Refraction-Diffraction Due to Variable Depth Porous Bottom

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Tsinghua Science and Technology 2004年第2期9卷 138-147页

作者：朱书堂 Institute of Nuclear Energy Technology Tsinghua UniversityBeijing 100084China

The refraction-diffraction of surface waves due to porous variable depth has been the subject of many investigations. In the present study, we extend the boundary-value problem of impermeable varying topography to that of a variable depth porous seabed, which is the situation most likely to be encountered in practical prob-lems of coastal engineering. A wave-induced fluid motion is applied to the porous bottom, while the well-known linear potential theory is applied to the free-water above the bottom. Eigenfunction expansions are employed to derive the matching condition and the so-called modified dispersion relation. As a result of the porous bottom, the wavenumber becomes a complex value, of which the real part represents the spatial periodicity while the imagi-nary part refers to the energy dissipation. The characteristics of water waves over a porous bottom are studied in detail. By neglecting the non-propagating modes which only have a local effect and damp exponentially with dis-tance, we derive a mathematical model to represent the characteristics of both the wave refraction-diffraction and wave-damping. The developed model is applied to the damping problem of waves over submerged porous breakwaters.

关键词： porous breakwater potential theory wave-damping wave refraction-diffraction

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高温气冷堆氦气透平直接循环的实际特性研究

核科学与工程 2005年第4期25卷 301-306页

作者：彭学创朱书堂王捷清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

清华大学高温气冷堆氦气透平直接循环系统(HTR-10GT)的特性研究已经进行了很多,但大多是针对理论上的布雷登循环作特性研究,没有考虑系统中其他实际因素,如工质泄漏、管道摩擦等。工程中,泄漏是不可避免的问题,泄漏及泄漏位置的不同都... 详细信息

清华大学高温气冷堆氦气透平直接循环系统(HTR-10GT)的特性研究已经进行了很多,但大多是针对理论上的布雷登循环作特性研究,没有考虑系统中其他实际因素,如工质泄漏、管道摩擦等。工程中,泄漏是不可避免的问题,泄漏及泄漏位置的不同都会引起系统中参数的变化。主要工作是研究HTR-10GT氦气透平直接循环系统在泄漏条件下的实际布雷登循环特性。研究目的就是在建立泄漏的物理和数学模型的基础上,研究泄漏对工质的热力参数及其效率的影响,对比在考虑有无泄漏时系统循环特性曲线的不同,找出提高系统效率的途径。

关键词：实际特性布雷登循环氦气透平 HTR—10GT 核电站