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近场动力学与有限元方法耦合求解热传导问题

力学学报 2018年第2期50卷 339-348页

作者：刘硕方国东王兵付茂青梁军哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国防科技重点实验室哈尔滨150001 北京理工大学先进结构技术研究院北京100081

求解含裂纹等不连续问题一直是计算力学的重点研究课题之一,以偏微分方程为基础的连续介质力学方法处理不连续问题时面临很大的困难.近场动力学方法是一种基于积分方程的非局部理论,在处理不连续问题时有很大的优越性.本文提出了求解含... 详细信息

求解含裂纹等不连续问题一直是计算力学的重点研究课题之一,以偏微分方程为基础的连续介质力学方法处理不连续问题时面临很大的困难.近场动力学方法是一种基于积分方程的非局部理论,在处理不连续问题时有很大的优越性.本文提出了求解含裂纹热传导问题的一种新的近场动力学与有限元法的耦合方法.结合近场动力学方法处理不连续问题的优势以及有限元方法计算效率高的优势,将求解区域划分为两个区域,近场动力学区域和有限元区域.包含裂纹的区域采用近场动力学方法建模,其他区域采用有限元方法建模.本文提出的耦合方案实施简单方便,近场动力学区域与有限元区域之间不需要设置重叠区域.耦合方法通过近场动力学粒子与其域内所有粒子(包括近场动力学粒子和有限元节点)以非局部方式连接,有限元节点与其周围的所有粒子以有限元方式相互作用.将有限元热传导矩阵和近场动力学粒子相互作用矩阵写入同一整体热传导矩阵中,并采用Guyan缩聚法进一步减小计算量.分别采用连续介质力学方法和近场动力学方法对一维以及二维温度场算例进行模拟,结果表明,本文的耦合方法具有较高的计算精度和计算效率.该耦合方案可以进一步拓展到热力耦合条件下含裂纹材料和结构的裂纹扩展问题.

关键词：近场动力学耦合有限元法热传导

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管束横向接触与碰撞的计算方法研究

管束横向接触与碰撞的计算方法研究

作者：付茂青东北石油大学

学位级别：硕士

在石油石化工程中,存在一类管束结构,如管壳式换热器的换热管系、海洋钻井隔水管束等。这些管束结构在流体激振力等外载荷作用下,常常发生接触碰撞,危及到管束的安全运行。为此,国内外学者针对管束结构的接触与碰撞问题开展了大量的力... 详细信息

在石油石化工程中,存在一类管束结构,如管壳式换热器的换热管系、海洋钻井隔水管束等。这些管束结构在流体激振力等外载荷作用下,常常发生接触碰撞,危及到管束的安全运行。为此,国内外学者针对管束结构的接触与碰撞问题开展了大量的力学分析和计算方法研究,主要有弹性力学的理论方法和有限元方法。弹性力学方法只能解决典型的接触碰撞问题,当不考虑接触的局部变形时,可用材料力学理论对问题进行求解。而有限元法虽被广泛应用,但在处理管束结构的接触碰撞时,其收敛解的计算精度与计算效率一直是一个备受关注的理论问题。本文首先开展了两根平行管接触的实验研究,得到目标管不变形、被动变形和主动变形管管正接触状态,以及目标管合并绑定和被动变形的斜接触状态。采用有限元分析,对实验研究的36组两根管接触状态进行了有限元分析,其计算结果与实验基本吻合,有30组的接触力相对误差在15%以内,证明了有限元模型建立和算法选择的正确性。讨论了单元离散对计算管管接触状态的影响,得出了有限元法描述接触力和接触位置的计算精度正比于离散单元精细程度,且离散精细程度会影响计算效率。为此,本文针对管管接触问题开展了计算方法研究,对于正接触和只有侵入的斜接触问题采用全量法加载,假设侵入或穿透的最大位置处为可能接触位置;对出现穿透的斜接触问题,通过接触力和外载荷的双重迭代收敛到正确的接触位置与接触力。对管管间存在点接触问题,全量法得到的接触力与解析解相对误差小于1%,与有限元分析结果相对误差基本小于1%;对管管间存在的线接触问题,全量法得到的接触位置内接触力合力与有限元分析结果相对误差基本小于1%。管束结构接触问题采用全局扫描法判断管管接触对个数,建立所有可能接触管对的接触力线性方程组,通过接触对耦合的补充方程求解接触力。分别进行了三根管、五根管和七根管的算例计算,得到的接触位置内接触力合力与有限元分析结果相对误差基本小于1%,且接触区域基本相同,但计算时间较有限元分析大幅降低,表明本文研究方法在描述管束接触时具有良好的计算精度和效率。针对管管及管束碰撞问题,在接触问题的研究基础上,通过动挠曲线法计算主动交变载荷产生的位移、速度和加速度。依据动量定理和变形协调,建立碰撞力计算方法及收敛条件。经算例计算表明,在同一碰撞时刻,得到的碰撞位置内碰撞力合力与有限元分析结果相对误差基本小于1%,且碰撞位置基本相同,但计算时间较有限元分析大幅降低。本文计算方法可以满足小变形管束结构接触碰撞问题的求解,在确保管束间接触碰撞状态准确的描述下,使计算效率大幅度提升,特别是接触碰撞迭代收敛时间得到显著降低,为此类管束结构的接触碰撞求解提供了一种行之有效的计算方法。

关键词：管束接触碰撞迭代算法收敛条件全量法

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井筒内受压杆管后屈曲能量法分析与实验研究

力学与实践 2015年第6期37卷 713-718,730页

作者：岳欠杯刘巨保付茂青东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318

井筒内杆管柱的屈曲行为是油气井工程中的关键问题之一.选取井筒内细长杆管柱为研究对象,根据受压管柱发生正弦或螺旋屈曲的几何形状,综合考虑屈曲后与井筒的接触摩擦状态,采用拉格朗日乘数法描述井筒的滑动位移边界,在能量法中引入重... 详细信息

井筒内杆管柱的屈曲行为是油气井工程中的关键问题之一.选取井筒内细长杆管柱为研究对象,根据受压管柱发生正弦或螺旋屈曲的几何形状,综合考虑屈曲后与井筒的接触摩擦状态,采用拉格朗日乘数法描述井筒的滑动位移边界,在能量法中引入重力势能及摩阻力耗散能,推导了受压杆管柱与井筒的接触力、摩阻力计算公式.并研制了专用管柱后屈曲实验装置,得出管柱发生正弦、螺旋屈曲失稳临界载荷及摩阻力变化规律,实验与理论结果吻合较好,为钻柱、连续油管等钻修作业中管柱的屈曲问题提供了一种行之有效的计算方法.

关键词：正弦屈曲螺旋屈曲摩阻力耗散能接触力摩阻力

封隔器胶筒轴向压缩大变形与双重接触力学分析

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石油机械 2014年第7期42卷 49-54页

作者：刘巨保党黎明付茂青王泉东北石油大学机械科学与工程学院

压缩式封隔器胶筒属大变形材料,在坐封过程中与中心管、套管产生双向接触摩擦,给理论分析带来难度。鉴于此,考虑胶筒材料非线性、几何非线性及双重接触非线性,采用弹性力学理论和橡胶大变形本构关系,推导了胶筒坐封过程中的变形和接触... 详细信息

压缩式封隔器胶筒属大变形材料,在坐封过程中与中心管、套管产生双向接触摩擦,给理论分析带来难度。鉴于此,考虑胶筒材料非线性、几何非线性及双重接触非线性,采用弹性力学理论和橡胶大变形本构关系,推导了胶筒坐封过程中的变形和接触压力计算公式,根据力学基本理论建立胶筒变形方程。将胶筒变形分为自由变形、单向约束变形和双向约束变形3个阶段,利用载荷迭代法求解各阶段的接触压力和压缩量。提出以密封系数作为封隔器坐封的判别条件,密封系数越大,表明密封性能越好;通过密封系数不小于1来判断封隔器是否完全坐封,由封隔器承受的最大压力来判断适用于何种深度的压裂井。该项研究结果可为封隔器设计提供理论依据。

关键词：封隔器胶筒变形压缩量密封系数力学分析

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封隔器不同弹性模量胶筒组合的受力变形分析

封隔器不同弹性模量胶筒组合的受力变形分析

中国力学大会——2013

作者：刘巨保党黎明李治淼付茂青东北石油大学机械科学与工程学院

将胶简变形分为自由变形、单向约束变形和双向约束变形3个阶段,应用弹性力学理论,建立不同弹性模量胶简组合的变形理论公式,进行不同状态下胶筒的受力变形分析,提出以胶筒和套管接触应力与管柱内外压差的比值——密封系数作为封隔器座...

将胶简变形分为自由变形、单向约束变形和双向约束变形3个阶段,应用弹性力学理论,建立不同弹性模量胶简组合的变形理论公式,进行不同状态下胶筒的受力变形分析,提出以胶筒和套管接触应力与管柱内外压差的比值——密封系数作为封隔器座封判别条件。应用有限元方法对胶筒座封过程进行数值模拟,验证了理论公式计

关键词：

来源： cnki会议评论

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铌合金抗高温氧化表面处理技术研究进展

造纸装备及材料 2022年第3期51卷 73-75页

作者：姚丽媛张艺凡付茂青刘梦如章强临沂大学山东临沂276000

铌及其合金具有高熔点、低密度、良好的高温强度等特点,被广泛应用于航天航空、核工业等领域,但其较弱的抗氧化性能是工程化应用的瓶颈。文章首先阐述了铌合金的高温应用的问题,从合金化和表面涂层防护两个方面介绍了铌合金表面处理技... 详细信息

铌及其合金具有高熔点、低密度、良好的高温强度等特点,被广泛应用于航天航空、核工业等领域,但其较弱的抗氧化性能是工程化应用的瓶颈。文章首先阐述了铌合金的高温应用的问题,从合金化和表面涂层防护两个方面介绍了铌合金表面处理技术的发展以及应用优缺点。铌合金化虽可以一定程度上抗氧化,但会影响材料的性能,表面涂层是解决铌的高温氧化问题的有效途径。最后,对未来铌合金表面处理技术作了展望。

关键词：铌合金合金化表面涂层抗氧化性能涂层结构硅化物涂层铝化物涂层

131I-全身平面显像与 131I-SPECT/CT评估术后首次放射性碘治疗后分化型甲状腺癌

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中国医学影像技术 2025年

作者：席欢林琳樊蓉杨珂魏正茂郑怿青王雪鹃郑容国家癌症中心/国家肿瘤临床医学研究中心/中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院核医学科

目的对比131I-全身平面显像(131I-WBS)与131I-SPECT/CT评估分化型甲状腺癌（DTC）术后经首次放射性碘（RAI）治疗后残余甲状腺组织、淋巴结及远处转移，以及复发危险的价值。方法回顾性收集367例于术后接受首次RAI治疗及其后131I-WBS... 详细信息

目的对比131I-全身平面显像(131I-WBS)与131I-SPECT/CT评估分化型甲状腺癌（DTC）术后经首次放射性碘（RAI）治疗后残余甲状腺组织、淋巴结及远处转移，以及复发危险的价值。方法回顾性收集367例于术后接受首次RAI治疗及其后131I-WBS与131I-SPECT/CT显像的DTC患者，对比2种检查识别残留甲状腺、淋巴结转移和远处转移，以及评估DTC复发危险的差异。结果 367例中，131I-WBS检出353例存在甲状腺残留、3例可疑甲状腺残留，31I-SPECT/CT诊断349例甲状腺残留，二者差异无统计学意义（P=0.289）。131I-WBS判断36例存在、67例可疑淋巴结转移，131I-SPECT/CT检出52例淋巴结转移；131I-WBS判断20例存在、35例可疑、312例无远处转移，131I-SPECT/CT判断60例存在、3例无法诊断、304例无远处转移；31I-SPECT/CT对淋巴结及远处转移的检出率均高于131I-WBS （P=0.018、＜0.001）。随访期间131I-WBS评估DTC复发低危94例、中危155例、高危118例，131I-SPECT/CT评估低危116例、中危137例、高危114例，对其中40例（40/367，10.90%）存在差异。结论相比131I-WBS，131I-SPECT/CT对于评估DTC术后经首次RAI治疗后淋巴结转移、远处转移及复发危险具有更高临床价值。

关键词：甲状腺肿瘤细胞分化碘放射性同位素体层摄影术,发射型计算机,单光子

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国外科研类退休人才资源再开发经验借鉴

合作经济与科技 2025年第1期 76-78页

作者：付少青王皓北京市农林科学院北京

本文基于积极老龄化视角,通过阐述部分典型国家和地区关于科研类退休人才资源再开发的理论研究、影响因素、实践经验等内容,重点探究影响科研类退休人才发挥余热、创造价值的主要因素及原因,并对我国科研类退休人才资源再开发提供参考... 详细信息

本文基于积极老龄化视角,通过阐述部分典型国家和地区关于科研类退休人才资源再开发的理论研究、影响因素、实践经验等内容,重点探究影响科研类退休人才发挥余热、创造价值的主要因素及原因,并对我国科研类退休人才资源再开发提供参考建议。

关键词：科研类人才退休人力资源再开发

面向极紫外光刻光源液滴锡靶的光学测量与检测进展

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激光与光电子学进展 2025年

作者：付轹文林楠中国科学院大学前沿交叉科学学院中国科学院上海光学精密机械研究所超强激光科学与技术重点实验室中国科学院上海光学精密机械研究所精密光学工程部

在高端芯片制造领域，极紫外（EUV）光刻机已成为集成电路大规模量产不可或缺的设备，也是未来制程持续发展的保障。激光等离子体（LPP）-EUV光刻光源是EUV光刻机的关键分系统，其核心之一就是液滴锡靶生成器。它需以特定频率稳定、连... 详细信息

在高端芯片制造领域，极紫外（EUV）光刻机已成为集成电路大规模量产不可或缺的设备，也是未来制程持续发展的保障。激光等离子体（LPP）-EUV光刻光源是EUV光刻机的关键分系统，其核心之一就是液滴锡靶生成器。它需以特定频率稳定、连续地产生尺寸一致、间距均匀的锡液滴，从而在激光轰击后获得稳定且高效的转换效率（CE）。因此，面向液滴锡靶的测量与检测在研究锡液滴生成机制以及液滴与激光的作用过程方面是必需的。其对于开发LPP-EUV光源，提升液滴质量、提高光能CE、减少碎屑生成、保证光源稳定具有重要意义。光学量测作为主要的测量与检测手段，目前尚缺少系统性总结。本文综述了EUV光源液滴锡靶光学测量与检测的核心指标、关键需求与技术发展现状，详细分析了主流测量技术和检测系统的特点，旨在为搭建液滴锡靶系统乃至LPP-EUV光源相关研究提供技术参考和支持。

关键词：极紫外光源液滴锡靶光学量测阴影成像激光触发检测