检索结果-南通市图书馆

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

冰水两相流输水浮冰受力特性研究

冰水两相流输水浮冰受力特性研究

作者：金占军中国水利水电科学研究院

学位级别：硕士

冰水两相流输水过程中,输水流速对浮冰的运动影响很大。浮冰跟随水流漂浮的过程中受到竖直和水平两个方向力的作用。浮冰的翻转下潜与前缘效应和文丘里效应产生的压差有关,冰水相对流速、浮冰尺寸会影响前缘效应和文丘里效应。冰水之间... 详细信息

冰水两相流输水过程中,输水流速对浮冰的运动影响很大。浮冰跟随水流漂浮的过程中受到竖直和水平两个方向力的作用。浮冰的翻转下潜与前缘效应和文丘里效应产生的压差有关,冰水相对流速、浮冰尺寸会影响前缘效应和文丘里效应。冰水之间产生相对流速与浮冰水平方向的受力有关,主要包括水流拖曳力和风应力。本文通过数学模型对浮冰的受力情况进行了模拟分析。相对流速较小时,浮冰厚度和宽度的变化对前缘效应和文丘里效应的影响不大;相对流速较大时,随着浮冰厚度的增加,前缘效应和文丘里效应逐渐增强,浮冰宽度的变化对前缘效应和文丘里效应会产生一定的影响,但是影响不大;浮冰尺寸不变时,冰块前缘效应和文丘里效应随着相对流速的增加而增加。本文通过对浮冰竖直方向的受力分析,得出了一定尺寸范围内浮冰的临界翻转相对流速,以及临界翻转相对流速与冰厚的关系。拖曳力系数与浮冰的尺寸、形状、相对流速、水的运动黏度、块体所在的空间位置、浮冰密度等因素有关;本文对水流拖曳力系数的影响因素进行了量纲分析,得出拖曳力系数是浮冰“长高比”的函数;对于在一定尺寸范围内的浮冰,本文通过数值模拟计算,给出了拖曳力系数与浮冰“长高比”的关系公式;考虑风对浮冰的水平作用力,浮冰在风与水流的共同作用下达到平衡状态,本文给出了平衡状态条件下,浮冰速度与水流流速的关系公式。

关键词：冰水两相流浮冰压力分布拖曳力浮冰尺寸

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

冰脊对冰下流场影响的数值模拟研究

冰脊对冰下流场影响的数值模拟研究

作者：吴岩大连理工大学

学位级别：硕士

全球气温升高在北极地区被放大,称为“北极放大”现象,而海冰是北极地区下垫面最重要的特征,对大气环流、海洋环流以及区域气候有很大的影响。近年来,北极海冰的快速变化对北半球天气的影响越来越明显,同时也使得北极新航道的开通成为可... 详细信息

全球气温升高在北极地区被放大,称为“北极放大”现象,而海冰是北极地区下垫面最重要的特征,对大气环流、海洋环流以及区域气候有很大的影响。近年来,北极海冰的快速变化对北半球天气的影响越来越明显,同时也使得北极新航道的开通成为可能,因此研究北极海冰的变化越来越重要。海冰数值模式是目前海冰研究的重要手段之一,其中海冰动力学方程主要描述了海洋、大气与海冰间的动力相互作用,海冰拖曳力是影响海冰运动的关键因素,而拖曳系数则是决定海冰拖曳力大小的重要参数,目前对海冰拖曳系数的研究已经逐渐向参数化方向发展。本文以冰-水界面的冰脊形拖曳系数为研究目标,利用FLUENT软件来模拟6种不同形状的冰脊模型在5种入水深度与12种水流流速下流场的情况与所受拖曳力的大小,并与物理模型试验结果进行对比。首先,分析了冰下流场与尾流场的动力特性,讨论了流场的影响范围和冰下垂直剖面流速随冰脊底角、冰脊入水深度和水流流速改变而变化的具体情况,得到冰下流场与尾流场的受影响区域随着冰脊底角的增大和冰脊入水深度的增加而增大,而随着水流流速增大变化很小：冰下流场的垂直剖面流速随着冰脊底角和入水深度的增大而增大;冰后尾流场产生的漩涡大小与冰脊入水深度和冰脊模型的底角大小有关,而与水流速度无关。并且将数值模拟的流场与物理模型试验的结果进行对比,两种方法所得的流场吻合良好。其次对冰脊所受拖曳力的大小进行了分析。得出拖曳力随着冰脊底角、水流流速和冰脊入水深度的增大而增大,冰脊所受拖曳力与速度的平方存在良好的线性关系,这一结论验证了拖曳力理论公式。并且将数值模拟与物理模型试验所得结果进行对比,除了底角为10。的冰脊模型外,其他模型冰脊所得的拖曳力值均吻合良好,验证了数值模拟计算方法的可行性与有效性。对拖曳系数进行了定性与定量的分析,得出拖曳系数随着水流流速的增大基本保持不变,随着冰脊入水深度的增大而缓慢增大,增幅较小,随着冰脊底角的变大而显著变大,且拖曳系数与冰脊底角之间呈对数关系。最后讨论了在数值模拟中,水槽尺寸的大小对冰脊所受拖曳系数的影响,得出冰脊所受拖曳力几乎不受水槽长度变化的影响,但会随着水槽水深的增大而变小,在水槽水深达到140cm时,六种冰脊模型所受的拖曳力大小均不再随着水槽水深的增大而变化。为了在真实的海冰运动模拟中使用本研究成果,必须消除水槽尺寸对拖曳力计算结果的影响,利用水深无关条件下的拖曳力计算结果最终得到了冰-水界面冰脊形拖曳系数的参数化关系：C,=0.3151n(α)-0.616(R2=0.9989),该结果可以用于真实海冰运动的模拟。

关键词：冰脊拖曳力流场数值模拟 FLUENT

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

拖曳锚与安装缆绳在海床土中的相互作用

拖曳锚与安装缆绳在海床土中的相互作用

作者：岳艳召天津大学

学位级别：硕士

随着油气资源开发不断向深水化和超深水化迈进,深水系泊系统及其系泊基础的研发已成为国际海洋工程领域的前沿和关键课题。拖曳锚因其具有良好的承载性能和深水安装优势,在深水系泊系统中得到了广泛的应用。在拖曳锚安装过程中,锚板与... 详细信息

随着油气资源开发不断向深水化和超深水化迈进,深水系泊系统及其系泊基础的研发已成为国际海洋工程领域的前沿和关键课题。拖曳锚因其具有良好的承载性能和深水安装优势,在深水系泊系统中得到了广泛的应用。在拖曳锚安装过程中,锚板与安装缆绳在系缆点处发生复杂的相互作用,锚板的嵌入运动性能直接受到嵌入缆的影响,同时复杂而不规则的嵌入缆形态又与锚板直接相关。系缆点作为安装缆绳和拖曳锚相互作用的纽带,分析锚板与安装缆绳的相互作用可等价为研究系缆点处的拖曳力和拖曳角问题,研究系缆点拖曳力和拖曳角的特性对于拖曳锚的工程设计和简化分析都具有重要意义。本文针对拖曳锚与安装缆绳的相互作用特性开展了系统的理论和实验研究。基于两种不同的方法推导了同时适用于粘性土和无粘性土的系缆点拖曳力理论表达式。一种方法是基于嵌入缆的受力模型,另一种方法是基于拖曳锚的受力模型。针对以上分析方法,将实验测得的系缆点拖曳力与理论模型预测值进行对比。结果表明,在适当的参数取值以及必要的实测数据的情况下,系缆点拖曳力表达式能合理预测拖曳力的大小。与此同时,通过系统的参数分析,研究了系缆点拖曳力表达式中不同参数的影响效应,给出了承载力系数N q,侧压力系数K和外摩擦角?的建议取值,该取值对解决沙土与结构的相互作用问题有着重要的指导意义。作为拖曳锚与安装缆绳相互作用研究的另一重要组成部分,本文针对系缆点拖曳角在锚板嵌入过程中的变化规律和确定系缆点拖曳角精确取值的问题开展了理论和实验研究。分析结果表明,系缆点拖曳角的理论预测值与锚板嵌入稳定段的实测数据吻合较好,在锚板嵌入过程中,系缆点拖曳角保持常数不变,该常数值仅于锚胫角有关而与锚板和土体参数无关。除此以外,本文建立了预测系缆点拖曳角取值的理论模型,并将该模型与文献中已有数据进行对比,结果表明,对于刚性锚胫的拖曳锚,系缆点拖曳角比锚胫角大2.6°.7°,对于软索锚胫的拖曳锚,系缆点拖曳角与锚胫角相等。

关键词：拖曳锚安装缆绳相互作用系缆点拖曳力拖曳角模型实验

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

出砂量对生产压差及完井方式的影响

出砂量对生产压差及完井方式的影响

作者：熊力坤西南石油大学

学位级别：硕士

我国第三系疏松砂岩稠油油藏资源丰富,利用出砂冷采技术进行“适度出砂”开采,将会提高稠油产量,增加经济效益。但是由于该层系砂岩胶结差、力学强度低,在出砂冷采过程中,除了存在砂埋井底以及磨蚀管线等危险外,出砂生产会改变地层骨架... 详细信息

我国第三系疏松砂岩稠油油藏资源丰富,利用出砂冷采技术进行“适度出砂”开采,将会提高稠油产量,增加经济效益。但是由于该层系砂岩胶结差、力学强度低,在出砂冷采过程中,除了存在砂埋井底以及磨蚀管线等危险外,出砂生产会改变地层骨架,从而改变地层强度,进而造成生产过程中井壁失稳,并最终导致初期基于原状地层下的完井方式不适合生产要求。因此,有必要进行出砂量对生产压差及完井方式的影响研究。本文以我国渤海某地区疏松砂岩稠油油藏为研究对象,通过研究出砂对疏松砂岩物理以及力学特性的影响,建立了出砂量-孔隙度-力学参数三者之间的关系,并结合对应的出砂判定准则以及本构方程,计算了不同出砂量下与之对应的临界生产压差,并以此判定随出砂进行生产压差制定的调整方案是否符合配产要求,并视其结果调整完井设计方式。此外,结合有限元计算结果还进一步研究了流体拖曳力作用下临界生产压差的变化。研究表明：（1）目的层位岩心,其出砂量（体积）等于其孔隙度百分比增加值;目标区块疏松砂岩主要力学参数（杨氏弹性模量、泊松比、内聚力、单轴抗压强度）与其孔隙度为指数变化关系;（2）从“适度出砂”角度出发,选择了等效塑性应变6‰作为地层开始出砂的判定标准;（3）出砂区域主要发生在主分支井筒相连的“薄弱位置”以及井筒附近地层,距离较远的地层依然会保持稳定。而临界生产压差会随出砂量的增加而不断减小,且下降幅度不断减缓,两者呈现明显的指数递减关系。此外,出砂并非会无限制进行,在生产压差接近临界值时,出砂会逐渐停止并趋于稳定;（4）在同一出砂量情况下,由出砂区域体积的变化可知：相对筛管支撑完井,裸眼完井更容易在出砂过程中导致更多的井筒区域地层破坏;（5）就研究层位地层砂粒而言,即使生产压差小于2MPa依然会导致游离砂的运移。因此,本文进一步研究了流体流动作用下,拖曳力对地层出砂量与临界生产压差变化关系的影响。与相对未考虑流体作用下的计算结果对比发现：前者在不同出砂量下对应的临界生产压差均出现了不同程度的降低,并且随出砂量的增大,流体对临界生产压差的影响能力减小。

关键词：出砂量单轴抗压强度完井方式临界生产压差拖曳力

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

波流共同作用下Spar平台运动响应分析

波流共同作用下Spar平台运动响应分析

作者：郭大维天津大学

学位级别：硕士

Spar平台是当前深海油气开发的重点研究课题之一,但是目前利用通用有限元软件来建模分析Spar平台的工作还比较少见。本文以Spar平台为研究对象,利用ANSYS有限元软件对其进行了静态分析及运动响应分析,本文的具体工作如下:1.系统介绍了S... 详细信息

Spar平台是当前深海油气开发的重点研究课题之一,但是目前利用通用有限元软件来建模分析Spar平台的工作还比较少见。本文以Spar平台为研究对象,利用ANSYS有限元软件对其进行了静态分析及运动响应分析,本文的具体工作如下:1.系统介绍了Spar平台产生和发展的历史,对各代Spar平台的结构特点、优缺点及经济性和发展前景进行了总结。2.根据Williams和Demirbilek提出的用改进平面波法求解浮动圆柱波浪载荷的基本理论,以相关平台为模型,编制Fortran程序计算了作用在Spar平台上的一阶线性波浪力,并与已有相关研究结果进行了比较,符合良好。同时还讨论了求解波浪力时截断阶数对结果精度的影响,表明求解阶数在20阶左右时,截断误差在0.004%以内。3.建立了Spar平台主体和系泊系统耦合的ANSYS有限元模型,在静力状态下计算系泊系统内力,并讨论了不同系泊角度下系泊索张力的变化以及不同方向上的系泊系统刚度。计算结果表明,Spar平台在水平方向的回复刚度沿程增加,所建模型合理反映了Spar平台主体和系泊系统耦合特性。4、建立了波流共同作用下Spar平台运动响应模型。以我国南海相关海况作为波浪及海流载荷条件模拟了Spar平台及其系泊系统在一阶线性波浪力和恒定海流共同作用下的运动响应,讨论了不同夹角波浪和潮流作用下Spar平台的运动特性。结果表明,在一阶线性波浪力和海流共同作用下,平台主要沿海流方向漂移,沿波浪方向振动;分析Spar平台运动特性时,需要考虑水体拖曳力和附加质量力的影响。

关键词： Spar平台 ANSYS软件波流共同作用耦合响应拖曳力附加质量力

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

连续管空气钻井排屑能力分析

石油天然气学报 2018年第3期40卷 190-197页

作者：张国锋中石化江汉石油工程有限公司工程技术研究中心湖北武汉

使用连续管进行空气钻井，关键是要将破碎的岩石颗粒循环出井筒。岩石在井底破碎后，形成大小不一的岩石颗粒，根据岩石破碎的分形理论，岩石破碎后的形状是自相似的，粒径符合Weibull分布规律。应用BWRS方程计算空气密度，Lemmon方法... 详细信息

使用连续管进行空气钻井，关键是要将破碎的岩石颗粒循环出井筒。岩石在井底破碎后，形成大小不一的岩石颗粒，根据岩石破碎的分形理论，岩石破碎后的形状是自相似的，粒径符合Weibull分布规律。应用BWRS方程计算空气密度，Lemmon方法计算空气黏度，Weibull分布规律拟合粒径分布，用Bagheri非球形颗粒拖曳力关系式计算岩屑空气阻力和井筒中的空气速度、压力分布，以及连续管钻井的井口压力。计算的携岩最小流量与文献值相符，证明了连续管空气钻井的可行性。

关键词：空气钻井连续管钻井岩石分形 Weibull分布拖曳力

维普期刊数据库评论

在线全文

维普期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

土基溢洪道设计探讨

太原工业大学学报 1986年第4期 81-88页

作者：李宝霖

本文根据作者以往从事土基泄水建筑物设计工作的体会并结合近年来国内外有关科技成果,对修建土基溢洪道的规模控制、泄槽面板型式的改进及水流拖曳力对泄槽面板稳定计算的影响,防止下游回流冲刷的措施等提出看法,并建议采用强夯法加固... 详细信息

本文根据作者以往从事土基泄水建筑物设计工作的体会并结合近年来国内外有关科技成果,对修建土基溢洪道的规模控制、泄槽面板型式的改进及水流拖曳力对泄槽面板稳定计算的影响,防止下游回流冲刷的措施等提出看法,并建议采用强夯法加固溢洪道的湿陷性黄土地基。

关键词：溢洪道设计溢洪道工程泄槽拖曳力湿陷性黄土地基泄水建筑物挑流消能强夯法水库溢洪道加固地基

同方期刊数据库评论

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

海底管线铺管作业状态分析

海洋工程 1988年第2期 11-23页

作者：顾永宁上海交通大学

本文介绍了铺管状态计算的扩展的刚性悬练线方法与有限差分方法.前者通过反曲点与升离点的关系,将只可用于下凹段的刚性悬练线方法扩展到包括上凸段在内的 S 法作业时的全部管长,后者在差分方程及其迭代解过程中引入了不均匀分布流、海... 详细信息

本文介绍了铺管状态计算的扩展的刚性悬练线方法与有限差分方法.前者通过反曲点与升离点的关系,将只可用于下凹段的刚性悬练线方法扩展到包括上凸段在内的 S 法作业时的全部管长,后者在差分方程及其迭代解过程中引入了不均匀分布流、海床弹性与海床倾斜等因素的影响,提出了四种解题模式以适应工程问题的各种提法。在差分法的基础上,研究了铺管作业参数之间的无因次关系,给出了无因次参数曲级,并在若干具体算例的基础上讨论了主要作业参数的影响。

关键词：管线拖曳力管道海床反曲点铺管作业铺管船布设船状态分析定量分析

同方期刊数据库评论

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

3根附属杆对海洋立管涡街抑制效果的研究

石油机械 2016年第6期44卷 56-61页

作者：宋振华段梦兰中国石油大学(北京)海洋油气研究中心

升力波动产生的涡激振动会大大影响弹性支撑及细长柔性结构物的寿命。通过数值模拟的方法在不同来流角度及多个间隙比条件下,针对3根附属杆抑制装置对立管所受流体力的抑制效果、泄涡模式及抑制机理进行深入研究。研究结果表明,附属杆... 详细信息

升力波动产生的涡激振动会大大影响弹性支撑及细长柔性结构物的寿命。通过数值模拟的方法在不同来流角度及多个间隙比条件下,针对3根附属杆抑制装置对立管所受流体力的抑制效果、泄涡模式及抑制机理进行深入研究。研究结果表明,附属杆对立管涡街及其产生的拖曳力系数平均值和升力系数均方根值有较好的抑制效果,对立管的泄涡有较好的抑制效果。当间隙比为0.7~0.8时,对于不同的来流角度均有较好的抑制效果,此时对升力系数均方根值CRMSL的抑制率可以超过75%;间隙比和来流角度对附属杆的抑制效果影响较大,间隙比过小或过大都不能达到较好的抑制效果。所得结论可为我国海洋立管的涡激振动抑制装置研究提供参考。

关键词：海洋立管附属杆来流角度间隙比涡激振动拖曳力升力系数