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Numerical study on gas production via a horizontal well from hydrate reservoirs with different slope angles in the South China Sea

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Deep Underground Science and Engineering 2024年第2期3卷 171-181页

作者： Tingting Luo jianlin song Xiang Sun Fanbao Cheng Madhusudhan Bangalore Narasimha Murthy Yulu Chen Yi Zhao Yongchen song School of Mechanics and Civil Engineering China University of Mining and TechnologyXuzhouChina Institute of Rock and Soil Mechanics Chinese Academy of SciencesWuhanChina Key Laboratory of Ocean Energy Utilization and Energy Conservation of Ministry of Education Dalian University of TechnologyDalianChina Faculty of Engineering and the Environment University of SouthamptonSouthamptonUK

It is important to study the effect of hydrate production on the physical and mechanical properties of low-permeability clayey–silty reservoirs for the largescale exploitation of hydrate reservoirs in the South China Sea.In this study,a multiphysical-field coupling model,combined with actual exploration drilling data and the mechanical experimental data of hydrate cores in the laboratory,was established to investigate the physical and mechanical properties of low-permeability reservoirs with different slope angles during 5-year hydrate production by the depressurization method via a horizontal well.The result shows that the permeability of reservoirs severely affects gas production rate,and the maximum gas production amount of a 20-m-long horizontal well can reach186.8 m3/day during the 5-year hydrate production.Reservoirs with smaller slope angles show higher gas production rates.The depressurization propagation and hydrate dissociation mainly develop along the direction parallel to the slope.Besides,the mean effective stress of reservoirs is concentrated in the near-wellbore area with the on-going hydrate production,and gradually decreases with the increase of the slope angle.Different from the effective stress distribution law,the total reservoir settlement amount first decreases and then increases with the increase of the slope angle.The maximum settlement of reservoirs with a 0°slope angle is up to 3.4 m,and the displacement in the near-wellbore area is as high as2.2 m after 5 years of hydrate production.It is concluded that the pore pressure drop region of low-permeability reservoirs in the South China Sea is limited,and various slope angles further lead to differences in effective stress and strain of reservoirs during hydrate production,resulting in severe uneven settlement of reservoirs.

关键词： effective stress low‐permeability reservoirs natural gas hydrate production numerical simulation settlement slope angle the South China

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On the use of deep learning for phase recovery

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Light(Science & Applications) 2024年第2期13卷 190-235页

作者： Kaiqiang Wang Li song Chutian Wang Zhenbo Ren Guangyuan Zhao Jiazhen Dou Jianglei Di George Barbastathis Renjie Zhou jianlin Zhao Edmund Y.Lam Department of Electrical and Electronic Engineering The University of Hong KongHong Kong SARChina School of Physical Science and Technology Northwestern Polytechnical UniversityXi’anChina Department of Biomedical Engineering The Chinese University of Hong KongHong Kong SARChina School of Information Engineering Guangdong University of TechnologyGuangzhouChina Department of Mechanical Engineering Massachusetts Institute of TechnologyCambridgeMAUSA

Phase recovery(PR)refers to calculating the phase of the light field from its intensity measurements.As exemplified from quantitative phase imaging and coherent diffraction imaging to adaptive optics,PR is essential for reconstructing the refractive index distribution or topography of an object and correcting the aberration of an imaging system.In recent years,deep learning(DL),often implemented through deep neural networks,has provided unprecedented support for computational imaging,leading to more efficient solutions for various PR problems.In this review,we first briefly introduce conventional methods for PR.Then,we review how DL provides support for PR from the following three stages,namely,pre-processing,in-processing,and post-processing.We also review how DL is used in phase image processing.Finally,we summarize the work in DL for PR and provide an outlook on how to better use DL to improve the reliability and efficiency of PR.Furthermore,we present a live-updating resource(https://***/kqwang/phase-recovery)for readers to learn more about PR.

关键词： networks phase optics

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黏性对内空泡诱导柱状液滴界面不稳定性的影响

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力学学报 2024年第2期56卷 377-386页

作者：黄剑霖宋广毅王静竹王一伟中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室北京100190 中国科学院大学未来技术学院北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100190 广东空天科技研究院广州511458

Rayleigh-Taylor不稳定性存在于爆炸、液滴形成和液体喷雾等工程应用过程中,是流体力学关注的经典问题之一.内空泡振荡诱导液滴界面演化问题是其研究中基本模型之一,空泡振荡作用下液滴界面发生扰动并发展,其特征形态主要表现为破碎、... 详细信息

Rayleigh-Taylor不稳定性存在于爆炸、液滴形成和液体喷雾等工程应用过程中,是流体力学关注的经典问题之一.内空泡振荡诱导液滴界面演化问题是其研究中基本模型之一,空泡振荡作用下液滴界面发生扰动并发展,其特征形态主要表现为破碎、通气和稳定.液体黏性是影响界面不稳定性发展的重要因素,文章通过建立高精度的数值模拟方法,开展液体黏性对内空泡诱导柱状液滴界面不稳定性的影响研究.在数值模拟中,基于开源OpenFOAM框架的多相可压缩求解器直接求解Navier-Stokes方程,采用isoAdvector的几何流体体积法捕捉界面演化特征.结果表明,液体黏性的增加会减缓空泡的收缩,进而减缓液滴界面扰动的发展,该影响下通气工况液滴通气发生时间增加,而稳定工况最大扰动幅值减小.最大扰动幅值的减小直接影响了液滴的特征形态,基于一系列数值模拟结果归纳得到液滴不稳定性相图.在文章讨论的参数范围内,随着黏性增加,小液滴(R_(d0) 3 mm)的形态不随液体黏性改变,液滴形态会随着液体黏性增加趋于稳定.

关键词： Rayleigh-Taylor不稳定性液体黏性空泡振荡柱状液滴界面不稳定

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碳排放权交易提高了城市全要素碳排放效率吗?——基于内生方向距离函数模型的研究

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商业研究 2024年第1期 71-81页

作者：王建林宋蒙赵佳佳安徽财经大学低碳发展与碳金融安徽省哲学社会科学重点实验室安徽蚌埠233030 东北财经大学产业组织与企业组织研究中心辽宁大连116025 东北财经大学东北全面振兴研究院辽宁大连116025

减碳措施一般会带来总产出的降低,因此有必要从全要素效率的角度评估减碳政策。本文构建了一个方向距离函数模型,允许各决策单元有不等的减排因子,扩大了生产可行集的范围,同时采用了内生的方向向量,避免在选择方向向量时过于主观。基... 详细信息

减碳措施一般会带来总产出的降低,因此有必要从全要素效率的角度评估减碳政策。本文构建了一个方向距离函数模型,允许各决策单元有不等的减排因子,扩大了生产可行集的范围,同时采用了内生的方向向量,避免在选择方向向量时过于主观。基于这一模型本文重新测算了城市层面全要素碳排放效率,并实证分析碳交易政策对其的影响,研究发现,试点政策能够提高城市全要素碳排放效率;中介效应表明,试点政策会通过产业结构和绿色创新等途径提高城市碳排放效率;异质性分析发现,试点政策对于高行政等级和人口规模较大城市的碳排放效率影响更明显。因此,应扩大政策试点范围、鼓励产业结构优化、推广绿色技术创新、制定因地制宜的试点政策等进一步提升碳排放权交易制度的绿色发展效应。

关键词：碳排放权交易试点全要素碳排放效率方向距离函数非期望产出中介效应

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考虑充电站可调潜力的虚拟惯性功率补偿控制策略

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电力系统自动化 2024年第3期48卷 73-81页

作者：施兴烨柯松张帆唐建林梁莉莉杨军交直流智能配电网湖北省工程中心湖北省武汉市430072 武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072 南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510663 广东省电网智能量测与先进计量企业重点实验室广东省广州市510663 广东电网有限责任公司肇庆供电局广东省肇庆市526060

针对微电网因可再生能源接入导致惯量不足问题,提出了一种协同可再生能源发电的充电站惯性功率控制策略。首先,考虑到电动汽车具有良好的柔性调控潜力,在充电站层面将其等效为广义储能为控制器提供功率响应能力。接着,借鉴虚拟同步机的... 详细信息

针对微电网因可再生能源接入导致惯量不足问题,提出了一种协同可再生能源发电的充电站惯性功率控制策略。首先,考虑到电动汽车具有良好的柔性调控潜力,在充电站层面将其等效为广义储能为控制器提供功率响应能力。接着,借鉴虚拟同步机的转子运行特性,提出了虚拟惯性功率补偿控制策略,并配合可再生能源发电提供频率支撑。最后,在MATLAB/Simulink中搭建了相应的仿真模型进行验证。仿真结果表明,所提出的虚拟惯性功率补偿控制策略能有效利用充电站调控潜力向系统提供惯性支撑功率,提高系统的频率稳定性。

关键词：可再生能源惯量电动汽车储能虚拟同步机

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基于随机森林的发电机定子线棒局部放电图谱特征识别方法

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高电压技术 2024年第3期50卷 1272-1280页

作者：胡建林张翕宋展向紫馨邓鸿飞蒋兴良重庆大学雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站重庆400044

发电机定子线棒局部放电的在线监测和故障诊断对于电机故障预警、故障定位和指导机组检修有重要意义。目前存在部分不同类型局部放电相似度高,模式识别方法计算时间过长的问题,需要高精度和高效的识别方法,为此提出一种基于随机森林的... 详细信息

发电机定子线棒局部放电的在线监测和故障诊断对于电机故障预警、故障定位和指导机组检修有重要意义。目前存在部分不同类型局部放电相似度高,模式识别方法计算时间过长的问题,需要高精度和高效的识别方法,为此提出一种基于随机森林的定子线棒局部放电识别方法。制备了6种类型定子线棒,用特高频天线检测局部放电信号,基于相位分布局部放电(PRPD)图谱比对,提出参数幅值不对称度。基于随机森林方法识别缺陷类型,计算特征重要性,选择有效特征。最后,可视化特征相似度,与传统反向传播(BP)神经网络方法对比,验证有效性。结果表明:随机森林算法可以有效识别人工缺陷定子线棒局部放电,总体识别正确率达到93.33%。筛选半数特征后,随机森林比BP神经网络的准确率提高了10.83%,特征选择对随机森林的准确率影响很小,但识别效率大幅提高。随机森林在少量特征时识别准确率、计算时间都明显优于神经网络。幅值不对称度参数的重要性排在全部特征前1/3,具有推广价值。

关键词：定子线棒局部放电在线监测随机森林 PRPD图谱

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用于刑侦检测的日盲紫外折衍混合变焦光学系统设计

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光学学报 2024年第4期44卷 273-282页

作者：宋逸辰唐玉凤赖涛袁沛琦丁骁炜毛珊赵建林西北工业大学物理科学与技术学院光场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室陕西省光信息技术重点实验室陕西西安710129

基于ARTCAM-407UV-WOM型紫外探测器,结合光学系统成像性能要求和光学元件成像特性,提出一种基于Qcon非球面和衍射表面的日盲紫外折衍混合变焦光学系统设计方法。所设计的系统仅由5块透镜组成,采用氟化钙和熔融石英两种材料,工作波段为0.... 详细信息

基于ARTCAM-407UV-WOM型紫外探测器,结合光学系统成像性能要求和光学元件成像特性,提出一种基于Qcon非球面和衍射表面的日盲紫外折衍混合变焦光学系统设计方法。所设计的系统仅由5块透镜组成,采用氟化钙和熔融石英两种材料,工作波段为0.24~0.27μm,连续变焦范围为40~100 mm。分析结果显示,该系统在整个变焦范围内,奈奎斯特空间频率在11 lp/mm处的调制传递函数值均高于0.7,全视场畸变小于0.06%,表明该设计方法能够满足日盲紫外连续变焦系统结构简单、体积小、像质优良、像面稳定等设计和刑侦检测使用要求,对此类光学系统的设计具有一定借鉴意义。

关键词：光学设计混合光学系统 Q型非球面日盲紫外光变焦光学系统

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非制冷长波红外连续变焦光学系统的一种无热化设计

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光学学报 2024年第7期44卷 150-158页

作者：唐玉凤毛珊宋逸辰赖涛袁沛琦丁骁炜赵建林西北工业大学物理科学与技术学院光场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室陕西省光信息技术重点实验室陕西西安710129

为了满足长波红外(LWIR)热像仪在宽温度范围下连续变焦的需求,基于LWIR 320 pixel×320 pixel型红外探测器,设计了一款非制冷长波红外连续变焦光学系统。该系统可在宽温度范围下实现无热化,采用常见的硫系玻璃,工作波段为8~12μm,总长为... 详细信息

为了满足长波红外(LWIR)热像仪在宽温度范围下连续变焦的需求,基于LWIR 320 pixel×320 pixel型红外探测器,设计了一款非制冷长波红外连续变焦光学系统。该系统可在宽温度范围下实现无热化,采用常见的硫系玻璃,工作波段为8~12μm,总长为200 mm,仅由7片透镜组成。通过引入偶次非球面,可以使系统色差和轴外像差得到良好的校正,同时选用后固定组的最后一片透镜充当温度补偿组来调节焦距实现无热化。分析结果表明,该系统结构紧凑,可以在-40~60℃温度范围内和60~180 mm焦距范围内连续平滑变焦,并且全程成像质量良好(调制传递函数在20 lp/mm处均大于0.3),变焦和公差也具有良好的可实现性。

关键词：光学设计红外变焦系统长波红外像质评价

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基于改进Alpha Shape算法的点云数据岛屿边界提取

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海洋测绘 2024年第1期44卷 58-62页

作者：宋晓辉熊祖雄张炎吕富强韦建林桂林理工大学测绘地理信息学院广西桂林541006 广西壮族自治区信息中心广西南宁530028 荔浦市自然资源局广西荔浦546600

针对机载LiDAR点云的岛屿岸线提取过程复杂、附属岛屿岸线难以提取等问题,提出一种基于改进Alpha Shape算法的点云数据岛屿边界提取方法。首先利用布料模拟滤波算法剔除非岛屿点云数据,通过欧式聚类进行不同岛屿的提取,再将岛屿点云数... 详细信息

针对机载LiDAR点云的岛屿岸线提取过程复杂、附属岛屿岸线难以提取等问题,提出一种基于改进Alpha Shape算法的点云数据岛屿边界提取方法。首先利用布料模拟滤波算法剔除非岛屿点云数据,通过欧式聚类进行不同岛屿的提取,再将岛屿点云数据投影至二维平面,并根据岛屿点云构建格网。在此基础上使用自适应Alpha Shape算法,对提取出的岛屿点云进行边界提取,即可得到岛屿的岸线轮廓。选取新西兰的玛提尤/萨姆斯岛作为研究区域,并将本文算法与Alpha Shape算法进行对比,结果表明:本文算法提取岛屿边界点云的精准度为97.78%,可以准确地提取岛屿岸线,为海岛规划提供参考。

关键词：摄影测量机载LiDAR点云边界提取欧式聚类自适应Alpha Shape

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A Bioinspired Adhesive Sucker with Both Suction and Adhesion Mechanisms for Three-Dimensional Surfaces

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Journal of Bionic Engineering 2022年第6期19卷 1671-1683页

作者： Jing Li Zhenzhen song Chuandong Ma Tonghang Sui Peng Yi jianlin Liu College of Mechanical and Electrical Engineering China University of Petroleum(East China)Qingdao266580China College of Pipeline and Civil Engineering China University of Petroleum(East China)Qingdao266580China

There are significant advantages to investigate underwater attachments,which would be valuable in providing inspirations and design strategies for multi-functional surfaces and underwater robots.Here,an abalone-inspired sucker integrating an elastic body and a membrane structure is proposed and fabricated filled with rigid quartz particles to adjust the backing stiffness of the contact like abalone.The membrane is used to conform and contact surfaces well,the center area of which can be pulled in exposed to a negative pressure differential,to create a suction cavity.The pulling experiments indicate that the sucker can adhere to three-dimensional surfaces with both suction and adhesion mechanisms in both dry and liquid environments.The switching between soft/hard contact states leads to the change of adhesive strength over 30 times.Furthermore,we provide theoretical analysis on how the sucker work well in both dry and liquid environments.Finally,the developed sucker can easily lift up smooth planar objects and 3D objects,and can grip objects both smaller and larger than the size of the sucker,which have a difficulty for conventional suckers or friction-based grippers.The potential application of the sucker in flexible transfer robot is demonstrated on various surfaces and environments,paving the way for further bio-inspired adhesive designs for both dry and wet scenarios.

关键词： Adhesion Sucker Abalone Suction Jamming Bioinspired

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