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热流固耦合作用下干热岩地热井套管-水泥环胶结面应力场分析

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工程科学与技术 2024年

作者：赵新波秦翊玮吕健梁凯何晓红赵世军张立松青岛理工大学理学院中国冶金地质总局山东正元地质勘查院中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院

干热岩作为一种新型清洁能源，对其开发利用，能够有效减少碳排放和缓解化石能源短缺问题。在所有井筒系统结构中，套管-水泥环胶结面是较为薄弱的结构，在热流固耦合作用下，套管-水泥环胶结面破裂机理尚不清楚。本文考虑套地层孔隙水... 详细信息

干热岩作为一种新型清洁能源，对其开发利用，能够有效减少碳排放和缓解化石能源短缺问题。在所有井筒系统结构中，套管-水泥环胶结面是较为薄弱的结构，在热流固耦合作用下，套管-水泥环胶结面破裂机理尚不清楚。本文考虑套地层孔隙水压力、套管内注入水与地层之间温差所引起的热载荷、孔隙流体的热渗效应(Thermo-Osmotic,T-O)，建立了干热岩地热井套管-胶结面-水泥环-地层组合体热流固耦合模型。通过拉普拉斯变换和逆变换，对模型进行了求解，并与已公开发表的温度场数据和径向应力场数据进行了比对验证。论文依托青海共和盆地恰卜恰地区干热岩井为工程背景，研究得到了井筒系统内各界面随时间发展的温度曲线和径向应力曲线,发现套管-水泥环胶接面处的温度在2.3天左右的时间内降低到套管内壁温度，而径向应力开始有短暂的降低后增加，径向应力最小值为6.31MPa。论文进一步分析了胶结面的热流固耦合参数对干热岩地热井套管-胶结面界面径向应力的影响规律，结果表明：当胶结面的弹性模量、泊松比、T-O系数与水泥环的相应属性相近时，且较低的地层温度和较小的胶结面孔隙率均能减小套管-胶接面界面处的径向应力，因而更有利于套管-胶结面-水泥环-地层组合体的完整性。该结论对干热岩地热井保护井筒的完整性具有重要的指导意义。

关键词：干热岩地热井热流固耦合套管-水泥环胶结面应力场理论解

钢/碳纤维复合材料胶-编混合搭接接头破坏试验及强度分析

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复合材料科学与工程 2024年

作者：何晓红吕健翟少杰杨尚谕赵新波青岛理工大学理学院青岛理工大学地下非常规能源开发实验室中国石油集团工程材料研究院有限公司

碳纤维复合材料具有超高的强度和刚度，在工业领域应用广泛，钢与碳纤维复合材料的搭接形式是提升搭接接头强度的关键，提出了一种新型搭接结构：钢带等间距开孔，碳纤维布S型编织并在钢带与碳纤维间布胶形成胶-编混合搭接。对胶-编混... 详细信息

碳纤维复合材料具有超高的强度和刚度，在工业领域应用广泛，钢与碳纤维复合材料的搭接形式是提升搭接接头强度的关键，提出了一种新型搭接结构：钢带等间距开孔，碳纤维布S型编织并在钢带与碳纤维间布胶形成胶-编混合搭接。对胶-编混合搭接接头和胶粘搭接接头进行了破坏试验，对比研究结果表明：引入编织工艺的接头改变了钢-胶层界面的应力状态，胶-编混合搭接比胶粘搭接接头单位厚度峰值强度平均提高了25%，破坏形式从单一的钢-胶层界面完全脱粘破坏转变为钢-胶层界面完全脱粘、钢-胶层界面部分脱粘、碳纤维（损伤）断裂、编织条滑移和钢板翘曲等多种破坏模式的耦合破坏。进一步研究了开孔数量和编织宽度对胶-编混合搭接接头强度的影响。随着开孔数量的增加，搭接接头强度先增加后减小；随着编织宽度的增加，搭接接头强度随之增加，但强度增幅先快后慢。25 mm编织宽度的双孔结构试样强度最高，10 mm编织宽度的四孔结构试样强度最低，最高比最低强度提升了106.38%。

关键词：胶-编混合搭接开孔数量编织宽度接头强度

考虑胶结面孔隙影响的套管-水泥环胶结面应力场分析

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青岛理工大学学报 2024年第2期45卷 11-19,57页

作者：秦翊玮赵新波吕健青岛理工大学理学院青岛266525 青岛市岩土力学与近海地下工程重点实验室青岛266525 青岛市地下非常规能源开发工程研究中心青岛266525

考虑到套管-水泥环胶结面的力学性质和胶结面孔隙结构形状的影响,基于弹性力学理论,建立了套管-胶结面-水泥环-地层组合体力学模型,同时借助有限元分析方法,建立了套管-水泥环胶结面孔隙数量与孔隙结构形状对应力场的影响系数,得到考虑... 详细信息

考虑到套管-水泥环胶结面的力学性质和胶结面孔隙结构形状的影响,基于弹性力学理论,建立了套管-胶结面-水泥环-地层组合体力学模型,同时借助有限元分析方法,建立了套管-水泥环胶结面孔隙数量与孔隙结构形状对应力场的影响系数,得到考虑胶结面孔隙影响的套管-水泥环胶结面应力场的表达式。研究结果表明:当孔隙存在时Mises等效应力增大12.50%,径向应力增大9.30%,环向应力增大8.65%。套管-水泥环胶结面孔隙数量与孔隙结构形状会加剧应力场的非均匀性。孔隙数量对应力场影响更大,影响系数最大为1.1524。研究结果对于井筒系统安全性评价具有一定的工程价值。

关键词：套管-水泥环胶结面力学模型孔隙率影响系数应力场

声发射特征在灰岩损伤识别及定量评估中的应用

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工程科学与技术 2020年第3期52卷 115-122页

作者：田勇俞然刚张尹赵新波青岛理工大学理学院青岛市岩土力学与近海地下工程重点实验室山东青岛266525 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580

岩石的损伤演化研究直接关系到重大地下工程的安全控制问题,特征应力作为岩石变形破坏过程中的阈值应力,其能否被准确识别将直接影响损伤评价效果。本文利用RMTTS应力测试系统和MISTRAS声发射试验系统,针对灰岩裂缝应力的识别及损伤定... 详细信息

岩石的损伤演化研究直接关系到重大地下工程的安全控制问题,特征应力作为岩石变形破坏过程中的阈值应力,其能否被准确识别将直接影响损伤评价效果。本文利用RMTTS应力测试系统和MISTRAS声发射试验系统,针对灰岩裂缝应力的识别及损伤定量评价问题开展相关研究。通过灰岩单轴压缩下的声发射试验,分析了与应力-应变曲线各阶段对应的声发射信号特征,当裂缝扩展由稳定阶段发展为不稳定阶段时,声发射信号在频率和能级上都有较大幅度提高。基于灰岩单轴循环加载过程中Felicity效应比值FR的变化规律,提出一种不依赖应变测量的裂缝损伤应力识别方法,并对3组灰岩岩芯进行识别,其结果为0.70σc^0.75σc,与已有的应力?应变曲线法识别结果0.73σc对比,验证了该方法的可靠性。Felicity效应识别法保证了求解结果的客观性,其识别范围可由循环加载间的应力增量大小决定。利用基于声发射能量值表征的损伤变量,对灰岩的损伤演化过程进行了定量评价,结果表明:在损伤稳定演化区间内,28.3%的应力范围损伤累积了17.4%;而在裂缝损伤应力之后的损伤加剧演化区间内,26.1%的应力范围内损伤累积了80%。研究成果可为深入认识工程领域中岩石的损伤演化机制提供技术支持。

关键词：岩石力学声发射裂缝损伤应力损伤演化

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硬脂酸复合相变储热材料的性能调控与应用研究

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硬脂酸复合相变储热材料的性能调控与应用研究

作者：赵新波长沙理工大学

学位级别：硕士

相变储热材料储热密度高,已被广泛应用于工业余热利用、太阳能热储存、建筑节能等领域。为满足工程应用需求,复合相变储热材料已获得广泛的研究,并朝着高导热性能和高储热容量方向发展。硬脂酸(SA)具有潜热值高、无毒、价格低等优点,可... 详细信息

相变储热材料储热密度高,已被广泛应用于工业余热利用、太阳能热储存、建筑节能等领域。为满足工程应用需求,复合相变储热材料已获得广泛的研究,并朝着高导热性能和高储热容量方向发展。硬脂酸(SA)具有潜热值高、无毒、价格低等优点,可广泛应用于储热领域,但由于存在导热系数低、易泄露等问题,限制了其工业应用。本文分别采用金属、非金属、矿物等支撑基体强化与调控硬脂酸储热性能,构筑硬脂酸复合相变储热材料,并开展其在锂电池热管理和光热转换与储存中的应用研究。(1)揭示了不同孔径泡沫铜强化硬脂酸导热性能的机理。采用每英寸孔数目(PPI)分别为5、20、40的泡沫铜(CF)为基体材料强化硬脂酸的导热性能,通过熔融浸渍法制备硬脂酸复合相变储热材料。SA/CF(5 PPI)、SA/CF(20 PPI)和SA/CF(40 PPI)的浸渍率分别为 95%、91.6%和 86.6%;SA/CF(5 PPI)、SA/CF(20 PPI)和 SA/CF(40 PPI)的潜热值分别为139.9 J g-1、132.7J g-1、117.8J g-1;硬脂酸/泡沫铜复合相变储热材料的导热系数是纯硬脂酸的3.2-6.5倍,结果表明在孔隙率相同的情况下,在一定的孔密度范围内,提高泡沫金属的孔密度可以提高硬脂酸的导热性能;与纯SA相比,SA/CF复合相变储热材料具有较好的内部传热均匀性和热扩散性能,CF的加入也能有效降低SA液体的流动性。(2)阐明了不同结构的碳化硅调控硬脂酸储热性能的机制。采用碳化硅粉末(Silicon carbide powder,SiCp)、碳化硅纳米晶须(Silicon carbide whisker,SiCw)、碳化硅纳米纤维(Silicon carbide nanofiber,SiCn)为基体材料调控硬脂酸的储热性能,通过真空浸渍法和乙醇法制备硬脂酸复合相变储热材料。SA/SiCp和SA/SiCw中的硬脂酸负载量分别为7.18%和 56.74%;SA/SiCn1、SA/SiCn2、SA/SiCn3 和 SA/SiCn4 中的硬脂酸负载量分别为 28.11%、46.53%、66.91%和 81.66%。SA/SiCp、SA/SiCw、SA/SiCn1、SA/SiCn2、SA/SiCn3 和SA/SiCn4 的熔化时的潜热值分别为 12.87 J g-1、107.70 J g-1、52.00 J g-1、88.59J g-1、127.6 J g-1和155.9 J g-1。硬脂酸复合相变储热材料的导热系数比纯硬脂酸高61.80%-169.29%。SiCn具有较宽的负载范围和较好的导热性能;由于SA/SiCn4具有较高的导热系数和储热能力,在锂离子电池的热管理测试中表现出更优的综合性能。(3)查明了不同石墨矿物调控硬脂酸储热性能的机理。采用微晶石墨(Microcrystalline graphite,MG)、鳞片石墨(Scale graphite,SG)、膨胀石墨(Expanded graphite,EG)为基体材料调控硬脂酸的储热性能,通过真空浸渍法和乙醇法制备硬脂酸复合相变储热材料。SA/MG、SA/SG、SA/EG的负载率分别为43.61%、18.74%、92.66%;SA/MGl 和 SA/EG1 的负载率分别为 18.98%和 18.80%。SA/MG、SA/SG、SA/EG、SA/MGl和 SA/EGl 熔化过程中的潜热值分别为 83.16 J g-1、34.93 J g-1、176.6 J g-1、36.26 J g-1和35.19 g-1。硬脂酸复合相变储热材料的导热系数是纯硬脂酸的10.82-22.06倍。EG具有较宽的负载范围和较高的导热性能。硬脂酸复合相变储热材料的储热和放热性能均优于纯硬脂酸,SA/EG1在储热和放热过程中表现最好。SA/EG1具有比SA/SG和SA/MGl更好的瞬态温度响应性能和光热转换与储存性能。本文采用金属泡沫铜、非金属碳化硅陶瓷、矿物石墨调控硬脂酸的储热性能,制备了多种硬脂酸复合相变储热材料,实现硬脂酸储热性能调控与强化,并实现其在锂电池热管理和光热转换与储存等方面的应用,为硬脂酸复合相变储热材料实际应用提供技术理论和新思路。

关键词：硬脂酸储热技术相变材料潜热泡沫铜碳化硅石墨

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网络流量趋势预测算法及在网管中的应用

网络流量趋势预测算法及在网管中的应用

作者：赵新波哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

我国以往的因特网建设的工作重点基本是以量为主，随着用户对业务要求的不断提高，量质并重已成为当前工作的核心，因为只有这样才可以使网络的建设和发展更加科学。本文就是通过对网络流量的预测，向网管人员提供未来可能出现的流量... 详细信息

我国以往的因特网建设的工作重点基本是以量为主，随着用户对业务要求的不断提高，量质并重已成为当前工作的核心，因为只有这样才可以使网络的建设和发展更加科学。本文就是通过对网络流量的预测，向网管人员提供未来可能出现的流量信息，根据这些信息网管人员可以预先采取一些优化措施，避免因网络拥塞等使网络的性能降低。在网络流量的采集阶段，通过比较分析，我们选择了MRTG这个免费的流量采集工具，并对实验网络上的重要接口的流量信息进行采集。然后对采集来的数据进行处理后存入数据库中。在网络流量趋势预测阶段，本人结合客户对网管的具体要求，分析比较了一些预测算法，最后选取了基于两状态马氏链的流量预测算法。并用JAVA语言实现了此算法。通过对预测结果进行分析，本人又对算法进行了修正，提高了预测精度。最后，把此算法应用到业务网管系统中，减少了一些网络故障的发生，提高了网络的性能。

关键词：网络流量预测算法流量测量网络管理

椭球脑模型下EEG、MEG正反问题研究及其数值模拟

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椭球脑模型下EEG、MEG正反问题研究及其数值模拟

作者：赵新波上海师范大学

学位级别：硕士

随着医学影像技术的飞速发展,脑科学研究已跃入世界前沿领域,EEG(electroencephalography脑电图)和MEG(magnetoencephalography脑磁影像)是研究人脑神经电流生理活动的重要医学影像技术,它们具有极高的时间分辨率和无损伤测量法等优势,... 详细信息

随着医学影像技术的飞速发展,脑科学研究已跃入世界前沿领域,EEG(electroencephalography脑电图)和MEG(magnetoencephalography脑磁影像)是研究人脑神经电流生理活动的重要医学影像技术,它们具有极高的时间分辨率和无损伤测量法等优势,是未来医学影像技术的发展趋势。本文研究EEG和MEG中的数学问题,即EEG/MEG正问题和反问题。EEG/MEG正问题是分别根据脑内部神经电流源来确定脑皮电位势和脑外磁场,EEG/MEG反问题则是分别根据脑皮电位势测量和脑外磁场测量来确定内部神经电流源分布。我们给出基于准稳态的麦克斯韦方程组建立的EEG/MEG积分形式的场方程,采用旋转椭球和一般椭球几何模型近似人脑,针对两种神经电流源模型,即偶极子电流源和连续分布的电流源,首先针对偶极子源模型通过将EEG和MEG相结合,建立了电位势和磁场的解析表达式,由此通过外部电位势和磁场的测量可唯一确定脑内部偶极子电流源。针对连续分布的电流源模型,通过将神经原电流在球坐标系下进行分解,建立了磁位势与源电流的解析关系,由此得知利用椭球非球模型由外部磁场测量能够比球模型反映出更多的内部神经电流源的切向信息。针对一般椭球脑模型,在椭球坐标系下建立了基于代数分解的MEG核矩阵形式的磁场表达式,该表达式不仅将偶极矩与观测点的位置进行了解耦,而且也将偶极子的位置和观测点的位置进行了解耦,大大降低了求解过程的复杂性,有利于反问题的求解。最后,我们针对两种椭球脑模型进行了数值模拟,考察了脑外磁场随偶极子参数变化规律。本文共分为以下四个部分:第一章:前言第二章:脑电磁场的基本理论和模型第三章:不同椭球模型磁场与原电流的解析关系第四章:MEG数值模拟及其结论

关键词： EEG MEG 正问题反问题场方程椭球模型电位势磁场

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解放战争时期毛泽东农村基层民主思想研究

解放战争时期毛泽东农村基层民主思想研究

作者：赵新波陕西科技大学

学位级别：硕士

农村基层民主是农村基层社会一直追求的美好理想和目标,是广大农民共同的向往。在解放战争的历史进程中,以毛泽东为代表的中国共产党人为了使全中国人民摆脱国民党的反动统治以及帝国主义、殖民主义的奴役进而实现全国的解放而冲锋陷阵... 详细信息

农村基层民主是农村基层社会一直追求的美好理想和目标,是广大农民共同的向往。在解放战争的历史进程中,以毛泽东为代表的中国共产党人为了使全中国人民摆脱国民党的反动统治以及帝国主义、殖民主义的奴役进而实现全国的解放而冲锋陷阵、浴血奋斗,始终坚持将马列主义的基本原理同当时中国的实际情况相结合,对中国农村基层社会的民主建设进行了艰辛的探索,这是当下进一步深化农村基层民主建设的宝贵精神财富。本文以毛泽东在解放战争时期的农村基层民主思想作为研究对象,通过综合考量毛泽东农村基层民主思想在解放战争时期的创新和发展,以及为取得解放战争的胜利实现中国共产党由革命党转变为执政党所做出的贡献,从而总结出解放战争时期毛泽东农村基层民主思想对当下推进农村基层民主建设工作的现实启示。1945年4月党的七大的召开,在组织上、在思想完全确立了毛泽东在全党全军的领导地位,使得毛泽东在解放战争时期作为全党和全军绝对意义上的统帅,对解放战争时期的军事斗争、政治斗争、土地改革、政权建设做出了不可磨灭的贡献。尤其是毛泽东在解放战争时期关于农村基层民主思想的提出和实践,纠正了土地改革中的左倾错误,团结了中农、开明绅士、知识分子等进步势利,扩大和巩固了统一战线。并且获得了广大贫雇农的支持,促进了农业生产,杜绝了“命令主义”和“尾巴主义”。发展各种形式的变工队和合作社,为解放战争的胜利奠定了基础。为农民争得民主权利,保障农民利益,这是中国共产党在新民主主义革命时期获得农民支持,从而形成浩浩荡荡的革命队伍并取得革命胜利的重要经验,中国农村基层民主是中国民主政治发展的重点,是中国民主政治发展的最广泛实践,它不仅关系到农村的稳定和农民的幸福,而且关系到国家民主政治发展的全局。文章聚焦解放战争时期毛泽东农村基础民主思想,深入研究在解放战争时期毛泽东关于农村基层党组织建设、政权建设、土地改革以及发展教育文化事业中充分发扬民主的具体做法,并且结合时下农村基层民主建设的过程中存在的一些问题和不足,提出加强农村基层民主建设,营造良好的农村基层政治生态的对策和建议。文章主要分三大部分对解放战争时期毛泽东农村基层民主思想进行深入、全面地剖析:第一部分,主要论证解放战争时期毛泽东农村基层民主思想产生的时代背景和形成条件。二战后的世界局势趋于相对和平,但是两极格局的逐渐形成而且国民党虽托名“和谈”但反动之心不死,使得摆在中国面前的是两种前途和命运。因此必须积极发动农村基层群众,壮大民主的力量,同反动派斗争到底,争取实现全中国的解放。第二部分,主要论证解放战争时期毛泽东民主农村基层民主思想的具体内容。其中党建是农村基层民主建设的关键,乡村自治是农村基层民主的主要途径,与经济斗争相结合是农村基层民主的主要原则,提高农民的文化水平是巩固农村基层民主建设成果的重要保证。第三部分是毛泽东农村基层民主思想的现实启示。根据解放战争时期毛泽东农村基层民主思想内容,现阶段进一步深化农村基层民主建设首先要加强农村基层党支部的领导作用,提高村民委员会的治理能力,在此基础上实现“两委会”的科学分工;其次要以民主选举、民主决策、民主管理、民主监督为主要内容的“四个民主”为抓手,深化农村基层民主建设;第三是要重视经济对于民主建设的支撑作用,充分利用现代科技实现农村经济发展的多元化,并且要努力组建农村经济合作组织,增强农民的经营能力及抗风险能力;最后要清楚的认识到作为第一资源的人才的重要性,要吸引更多的优秀人才回归农村,更要优化农村基层“两委会”的人才配置,提高“两委会”的领导能力和治理能力。

关键词：毛泽东农村民主思想启示

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奥赛康股票暂缓发行案例分析

奥赛康股票暂缓发行案例分析

作者：赵新波辽宁大学

学位级别：硕士

从2013年12月我国推行股票上市制度向注册制转型后,为了有效地缓解“超募”资金问题,促进新股合理定价,新股IPO(首次公开募股Initial Public Offerings,简称IPO)过程中引入的公司股东公开发售股份机制(即老股转让)。随着我国新股发行市... 详细信息

从2013年12月我国推行股票上市制度向注册制转型后,为了有效地缓解“超募”资金问题,促进新股合理定价,新股IPO(首次公开募股Initial Public Offerings,简称IPO)过程中引入的公司股东公开发售股份机制(即老股转让)。随着我国新股发行市场的重启,在重启进程中,老股东减持幅度大,高市盈率发行成为了新股发行过程中受到关注的重点问题。奥赛康股票暂缓发行事件的起因和处理结果在新股发行中具有标杆意义,本次股票暂缓发行的发生体现出了证监会对“三高”发行问题的重视,和对老股东大规模套现的态度。即不允许大规模的老股转让,对高市盈率的发行价会有质疑,对不符合的企业叫停发行,对存在问题的主承销商进行查处,对公众质疑的问题调查后进行解答,这些都展现出了我国监管部门对股市管理的积极态度。虽然随着新一轮的IPO起步,新的举措会暴露出我国股市中新的问题,但是总体上是向着积极的方向发展。论文是一篇案例分析,阐述了奥赛康股票暂缓发行的始末,利用这一代表性的事件为分析对象,揭露出我国IPO过程中的弊端,分析了导致本次暂缓发行的主要因素,并对原因进行了深一步的探索和分析。这是我国恢复新股发行以来的第一例在完成定价并发布发行公告后,因市场出现较多议论引起了广泛的波动而被发行人和主承销商暂缓发行的股票。分别分析了原始股东减持幅度大和IPO定价过高这两点,在最后总结提出了自己的观点和一些建议。分析认为导致奥赛康股票暂缓发行的主要原因有两点:一、原始股东在IPO期间减持幅度大。二、IPO定价高。并分别根据主要存在的这两点问题提出了对策和建议,包括对原始股东在IPO期间减持数量的建议,建议对主承销商等采取监管措施,避免IPO定价过高和加强投资者的风险认识,以及对投资者的保护。期望对奥赛康股票暂缓发行这一事件的分析能够加强人们对我国股票市场现行问题的重视,将新的举措与我国的特殊情况相结合,不断的进行改进,让我国股票市场发展的更加完善。新的规则发挥出积极作用,触及到金融市场改革的根本,市场也会变得更加可靠。

关键词：新股暂缓发行 IPO定价奥赛康公司