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稀薄气体动理论中介观尺度数值模拟的加速方法

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国防科技大学学报 2024年第2期46卷 70-78页

作者：杨伟奇国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073

针对滑移流、早期过渡流区域采用离散速度法(discrete velocity method,DVM)求解Boltzmann方程收敛速度极慢、计算资源消耗大的难题,提出全流场耦合介观/宏观方程加速方法。在介观层面基于有限差分的DVM求解Boltzmann方程,在宏观层面基... 详细信息

针对滑移流、早期过渡流区域采用离散速度法(discrete velocity method,DVM)求解Boltzmann方程收敛速度极慢、计算资源消耗大的难题,提出全流场耦合介观/宏观方程加速方法。在介观层面基于有限差分的DVM求解Boltzmann方程,在宏观层面基于有限体积的压力耦合方程组半隐式方法求解矩方程,充分利用纳维-斯托克斯-傅里叶/R26矩方程在低克努森数下的快速收敛特性,对介观方程进行加速。基于高阶Hermite多项式重构分布函数,完成宏观方程与介观方程之间的数据传输。仿真结果表明:全流场耦合介观/宏观方程的加速方法在滑移流、早期过渡流区域具有显著加速性能,最大降低了95.28%的计算时长;但对中、大克努森数流域,加速性能大幅度下降。

关键词：稀薄气体 Boltzmann方程离散速度法 R26矩方法加速方法

准噶尔盆地东部多类型天然气的发现与勘探启示

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地质学报 2024年第4期98卷 1263-1278页

作者：龚德瑜周川闽齐雪峰秦志军王瑞菊吴卫安韩琰苗一豪中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院新疆克拉玛依834000 中国矿业大学(北京) 北京100083 中国地质大学(北京) 北京100083

石炭系是目前准噶尔盆地最重要也是最现实的天然气勘探目标。针对石炭系烃源岩的勘探主要围绕上石炭统巴塔玛依内山组展开,而理论上规模更大的下石炭统滴水泉组烃源岩的有效性尚无定论。同时,石炭纪火山作用频繁,盆地内部具备生成无机... 详细信息

石炭系是目前准噶尔盆地最重要也是最现实的天然气勘探目标。针对石炭系烃源岩的勘探主要围绕上石炭统巴塔玛依内山组展开,而理论上规模更大的下石炭统滴水泉组烃源岩的有效性尚无定论。同时,石炭纪火山作用频繁,盆地内部具备生成无机成因烷烃气的地质条件,但相关研究甚少。本次研究基于准噶尔盆地东部东道海子-五彩湾凹陷和白家海凸起天然气的分子组成和碳同位素特征,系统分析了天然气的成因来源和潜在的次生改造作用,共识别出4种不同类型的天然气:①来自滴水泉组的煤成气;②来自巴塔玛依内山组的煤成气;③无机成因甲烷和热成因天然气的混源气;④发生渗漏的热成因天然气。研究结果证实了准噶尔盆地东部下石炭统烃源岩的有效性,发现了无机成因烷烃气的踪迹,有望开辟盆地深层—超深层天然气勘探新领域,并提供了一个鉴别“同型不同源”天然气的典型案例。

关键词：天然气煤成气无机成因气下石炭统准噶尔盆地

准噶尔盆地东部中二叠统芦草沟组烃源岩生烃潜力评价

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天然气地球科学 2024年第5期35卷 823-837页

作者：龚德瑜苗一豪陈旋苟红光林潼李涤杨润泽韩琰中国石油勘探开发研究院北京100083 中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国石油吐哈油田公司勘探开发研究院新疆哈密839009 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

中二叠统芦草沟组是准噶尔盆地东部最重要的烃源岩层系,前期研究已证实其在吉木萨尔凹陷具备极好的生烃潜力,但在东部其他地区是否具备规模生烃潜力尚待深入研究。基于总有机碳和热解、有机岩石学、生烃模拟实验、盆地模拟、井—震联合... 详细信息

中二叠统芦草沟组是准噶尔盆地东部最重要的烃源岩层系,前期研究已证实其在吉木萨尔凹陷具备极好的生烃潜力,但在东部其他地区是否具备规模生烃潜力尚待深入研究。基于总有机碳和热解、有机岩石学、生烃模拟实验、盆地模拟、井—震联合解释等方法,系统比较了吉木萨尔凹陷和盆地东部其他地区芦草沟组烃源岩的生烃潜力,探讨了优质烃源岩的发育环境,刻画了规模有效烃源灶的分布。研究结果表明:准噶尔盆地东部芦草沟组烃源岩为一套以I—II型干酪根为主的倾油型烃源岩,总体为好—极好烃源岩。除继承性凸起区外,该区芦草沟组烃源岩在侏罗纪陆续进入生烃门限,在白垩纪普遍进入主生油窗,现今进入主生油窗的面积达1.1×10^(4) km^(2)。吉木萨尔凹陷与盆地东部其他地区芦草沟组烃源岩具有相似的生物标志物特征,表现为较低的姥植比和Pr/n-C_(17)、Tm/C_(30)藿烷、C_(19)/C_(21)三环萜烷和C_(24)四环萜烷/C_(26)三环萜烷值以及较高的β-胡萝卜烷丰度、伽马蜡烷丰度和Ts/Tm值,反映其沉积于还原性较强的咸水湖相环境,母质来源以藻类和细菌等低等生物为主。研究区芦草沟组烃源岩生油强度整体>3×10^(6) t/km^(2),在博格达山前、吉木萨尔凹陷、东道海子凹陷、五彩湾凹陷和沙帐断褶带发育多个生油强度>5×10^(6) t/km^(2)的生油中心,总面积约为12 500 km^(2),具备形成大中型油田的资源潜力。研究结果进一步夯实了准噶尔盆地东部地区油气资源基础,为寻找盆地油气勘探战略接替领域提供了有益的借鉴。

关键词：准噶尔盆地东部芦草沟组生烃潜力生物标志物烃源灶

R13/R26矩方法的介观尺度壁面边界条件

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国防科技大学学报 2024年第3期46卷 98-104页

作者：杨伟奇杨惠国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073 国防科技大学计算机学院湖南长沙410073

宏观尺度NSF(Navier-Stokes-Fourier)、R13/R26矩方程边界条件在中、大克努森数Kn来流条件下计算精度大幅度降低,也极易发散。针对这一难题,提出R13/R26矩方程的介观尺度边界条件,在靠近壁面处重构速度分布函数,并输入介观尺度Boltzman... 详细信息

宏观尺度NSF(Navier-Stokes-Fourier)、R13/R26矩方程边界条件在中、大克努森数Kn来流条件下计算精度大幅度降低,也极易发散。针对这一难题,提出R13/R26矩方程的介观尺度边界条件,在靠近壁面处重构速度分布函数,并输入介观尺度Boltzmann模型方程;基于离散速度法求解宏观参数,所得到的宏观参数作为R13/R26矩方程的壁面边界条件。仿真结果表明:基于介观尺度边界条件的R13/R26矩方法相较原边界条件计算精度最大提高59.84%,同时,所提出的边界条件将矩方法对Kn的适用范围拓展到1.0。

关键词：稀薄气体矩方法非平衡流边界条件

基于无差拍预测算法的双向隔离型AC-DC矩阵变换器高动态电流控制策略

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高电压技术 2024年第3期50卷 1090-1099页

作者：梅杨张家奇北方工业大学北京市变频技术工程技术研究中心北京100144

针对双向隔离型AC-DC矩阵变换器采用传统双闭环控制策略存在的控制参数多、整定困难等问题,提出了一种基于无差拍预测算法的高动态电流控制策略,通过引入无差拍预测算法对网侧电流进行控制,以减少控制器参数,消除数字控制时延。考虑到... 详细信息

针对双向隔离型AC-DC矩阵变换器采用传统双闭环控制策略存在的控制参数多、整定困难等问题,提出了一种基于无差拍预测算法的高动态电流控制策略,通过引入无差拍预测算法对网侧电流进行控制,以减少控制器参数,消除数字控制时延。考虑到算法中电压电流检测量众多,故采用输入电压观测器以降低检测成本,减小采样误差的影响。变换器采用后级单重移相的调制方法来协调配合无差拍预测算法,其中参考输入电流指令与移相角为双射函数关系,简单易实现。仿真和实验结果表明:采用所提控制策略可以实现网侧电流正弦,功率因数接近于1;直流侧电压稳定,电流纹波率小于1%;直流电流在参考值突变时,跟踪快速且无超调、无振荡;同时,在变换器功率正向传输、反向传输以及正反向切换过程中,采用所提控制策略相比于传统的双闭环控制策略,电流动态调节时间分别缩短了69%、85%、67%。由此证明所提控制策略可以保证变换器良好的输入输出性能,并且相比于传统的双闭环控制策略在切换过程中动态性能得到显著提升。

关键词：矩阵变换器预测控制控制器参数无差拍预测算法功率因数动态性能

准噶尔盆地克拉美丽气田及周缘天然气成因来源再认识与勘探启示

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天然气工业 2024年第2期44卷 81-91页

作者：龚德瑜齐雪峰郑孟林刘超威秦志军程斌苗一豪韩琰吴卫安王瑞菊中国石油勘探开发研究院中国石油新疆油田公司勘探开发研究院中国石油大学(华东) 中国地质大学(北京) 中国矿业大学(北京)

克拉美丽气田石炭系气藏已探明天然气地质储量832.4×10^(8) m^(3),是准噶尔盆地已发现的最大天然气田。为了进一步探索、评价、深化对克拉美丽气田及其周缘天然气气源潜力认识,推动发现新气田,对5套地层、38口井、65个天然气样品进行分... 详细信息

克拉美丽气田石炭系气藏已探明天然气地质储量832.4×10^(8) m^(3),是准噶尔盆地已发现的最大天然气田。为了进一步探索、评价、深化对克拉美丽气田及其周缘天然气气源潜力认识,推动发现新气田,对5套地层、38口井、65个天然气样品进行分析,并基于天然气组分和天然气稳定碳同位素组成,系统研究了其成因、来源和遭受的次生改造作用,提出了新的天然气勘探领域。研究结果表明:(1)克拉美丽气田及其周缘存在4种不同成因来源的天然气,第Ⅰ类和第Ⅱ类天然气为煤成气,第Ⅲ类天然气为浅埋藏期伴生原油发生生物降解形成的次生生物成因气(混合热成因气),第Ⅳ类天然气为油型气;(2)部分天然气样品Δδ^(13)C(C_(3)—C_(2))和i-C_(4)/n-C_(4)值异常增加,其重烃气组分遭受了细菌的选择性降解;(3)石炭系滴水泉组烃源岩较巴塔玛依内山组烃源岩分布更广,连续性更好,规模更大,二叠系平地泉组烃源岩在盆地南部已普遍达到高成熟—过成熟阶段,滴水泉组和平地泉组2套烃源岩形成的含油气系统有望成为盆地深层—超深层天然气规模勘探的新领域;(4)次生生物成因气埋藏浅,甲烷浓度高,开采成本低,建产快,且在准噶尔盆地广泛分布,是浅层天然气高效勘探的重要领域。结论认为,天然气成因来源的再认识深化了准噶尔盆地克拉美丽气田及其周缘天然气资源的认识,揭示了盆地深层—超深层和浅层天然气是天然气勘探战略接替领域,对推动盆地实现以石油勘探为主向“油气并举”的重大转变提供了重要技术参考。

关键词：准噶尔盆地克拉美丽气田下石炭统中二叠统天然气气源对比勘探领域

基于WRF模式的四川省凉山州地区风能资源可开发区域研究

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太阳能学报 2024年第2期45卷 158-163页

作者：叶瑶袁熹王逸奇四川省气象服务中心成都610072 东方电气(成都)工程设计咨询有限公司成都611731 东方电气风电股份有限公司德阳618000

利用MERRA2再分析数据驱动WRF模式,对四川凉山州地区2020年全年进行风资源模拟分析,并用凉山州地区典型测风塔数据对模拟结果进行检验,并进行详细地风资源分析,再根据风电场开发8%基准内部收益率反推可开发风能资源的区域分布。结果表明... 详细信息

利用MERRA2再分析数据驱动WRF模式,对四川凉山州地区2020年全年进行风资源模拟分析,并用凉山州地区典型测风塔数据对模拟结果进行检验,并进行详细地风资源分析,再根据风电场开发8%基准内部收益率反推可开发风能资源的区域分布。结果表明:凉山州大部分地区100 m高度年平均风速在5 m/s以上,风速极大值一般位于山脊,凉山州风能最好的区域主要集中在会东县和宁南县。凉山州典型区域内均表现出受西南季风影响的特征,即冬、春季节风大,夏、秋季节风小,主风向呈强西南风状态,且风功率密度变化规律与风速的变化规律基本一致。凉山州山地区域可开发风能资源的平均风功率密度临界值为258 W/m^(2),这些区域主要集中在会理、会东、宁南、布拖、木里和盐源县境内。可开发区域分布图对指导凉山州地区风能开发提供科学参考。

关键词：风速风功率密度内部收益率 WRF模式凉山州

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考虑时间窗及恶化效应的批处理生产调度优化

系统工程理论与实践 2024年第6期44卷 2033-2045页

作者：刘清奇杨华龙张燕大连海事大学交通运输工程学院大连116026

针对工序间有时间窗约束及加工时间呈阶段恶化的批处理生产调度问题,结合批处理生产瓶颈工序随加工批量变动而转移的特点,提出一种基于加工批量计算工序批周期时间的方法.通过加工时间阶段恶化效应对同一批量不同批次工序批周期时间的... 详细信息

针对工序间有时间窗约束及加工时间呈阶段恶化的批处理生产调度问题,结合批处理生产瓶颈工序随加工批量变动而转移的特点,提出一种基于加工批量计算工序批周期时间的方法.通过加工时间阶段恶化效应对同一批量不同批次工序批周期时间的干扰分析,确定“拉”式策略下各工序各批次开始/结束时间的约束关系,以最小化批处理生产完工时间为目标,构建了考虑时间窗约束及阶段恶化效应的非线性规划模型,设计了一种逐步递进算法,并利用Matlab编程求解.案例分析结果显示,加工批量的轻微变动可导致瓶颈工序的转移以及完工时间的大幅跳变;加工时间阶段恶化效应会影响加工批量决策及生产线平衡率,不同阶段恶化率下的最优加工批量及最小完工时间可能存在显著差异,忽略恶化效应所得决策结果在实际执行过程中难以达到预期的效果.研究结论可为批处理加工企业生产优化决策提供有益参考.

关键词：批处理生产调度完工时间时间窗约束阶段恶化效应非线性规划模型 “拉”式策略

准噶尔盆地古城凹陷中二叠统芦草沟组烃源岩生烃潜力

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天然气地球科学 2024年

作者：龚德瑜韩琰范谭广李新宁周川闽王绍清王瑞菊吴卫安苗一豪中国石油勘探开发研究院中国矿业大学(北京) 中国石油吐哈油田公司勘探开发研究院中国地质大学(北京)

位于准噶尔盆地东部隆起的吉木萨尔凹陷发现了十亿吨级特大型页岩油田，揭示出中二叠统芦草沟组烃源岩良好的生烃潜力。本文系统评价了与吉木萨尔凹陷邻近的古城凹陷芦草沟组烃源岩的生烃潜力和形成环境，刻画了烃源灶的分布范围，并与... 详细信息

位于准噶尔盆地东部隆起的吉木萨尔凹陷发现了十亿吨级特大型页岩油田，揭示出中二叠统芦草沟组烃源岩良好的生烃潜力。本文系统评价了与吉木萨尔凹陷邻近的古城凹陷芦草沟组烃源岩的生烃潜力和形成环境，刻画了烃源灶的分布范围，并与吉木萨尔凹陷芦草沟组烃源岩进行了对比。结果表明：古城凹陷芦草沟组烃源岩干酪根类型主要为II/III—III型，以好—极好烃源岩为主，类型和丰度略逊于吉木萨尔凹陷。中—晚侏罗世，古城凹陷芦草沟组烃源岩整体进入生烃门限，现今进入主生油窗的面积为212 km2。尽管均为湖相沉积，相较于吉木萨尔凹陷，古城凹陷芦草沟组烃源岩的Pr/Ph、Ts/（Ts+Tm）、C19/C21三环萜烷、C24四环萜烷/C26三环萜烷比值相对略高，C28规则甾烷含量略低，说明其沉积于具有一定盐度的氧化—还原过渡环境，除藻类和微生物生源的贡献外，还有一定数量的陆源高等植物输入。古城凹陷芦草沟组烃源岩发育4个大于160 m的厚度中心，总面积约为420 km2，在凹陷南部发育3个生油强度大于200 × 104t/km2的生烃中心，总面积为130 km2。研究成果进一步夯实了准噶尔盆地中二叠统含油气系统的资源基础，也为古城凹陷下一步油气勘探工作奠定了基础。

关键词：准噶尔盆地古城凹陷芦草沟组生烃潜力生物标志化合物烃源灶