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二维随机介质模型正演模拟及其波场分析

石油地球物理勘探 2011年第6期46卷 862-872,1012+830页

作者：殷学鑫刘洋中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京昌平102249 中国石油大学(北京)CNPC物探重点实验室北京昌平102249

本文通过弹性波方程交错网格有限差分正演,模拟了地震波在二维弹性随机介质中的传播,得到了球面波传播的单炮记录和波场快照以及平面波自激自收记录。为了考察二维弹性随机介质的波场特征,将平面波自激自收记录分成直达波区、散射波区... 详细信息

本文通过弹性波方程交错网格有限差分正演,模拟了地震波在二维弹性随机介质中的传播,得到了球面波传播的单炮记录和波场快照以及平面波自激自收记录。为了考察二维弹性随机介质的波场特征,将平面波自激自收记录分成直达波区、散射波区、反射波区三个区域,并在三个区域中分别计算了能量相对值、主频、有效频带宽度三个特征量。通过研究这三个特征量与随机介质模型的自相关长度、粗糙度因子、扰动标准差等因素的关系,得到以下结论:直达波、散射波、反射波的能量相对值随随机介质模型自相关长度、粗糙度因子、扰动标准差以及震源主频的变化有明显的变化。直达波的主频和频带宽度受这些因素的影响很小;散射波的主频主要受自相关长度的影响,散射波的有效频带宽度很窄,受各因素影响也很小;反射波的主频随自相关长度、粗糙度因子、扰动标准差的变化有明显的变化,而反射波的频带宽度主要受扰动标准差的影响。

关键词：随机介质模型弹性波正演波场特征自相关长度粗糙度因子扰动标准差

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电火花改性表面池沸腾换热特性

化工进展 2018年第12期37卷 4533-4542页

作者：何照荣范志卿王大成广东石油化工学院机电工程学院广东茂名525000 广东石油化工学院广东省石油化工装备工程技术研究中心广东茂名525000

通过电火花成型加工技术在铜基换热表面制备微纳结构改性表面,以自制换热表面性能测试装置进行改性表面的池沸腾换热性能实验。改性表面随加工电流改变而具有不同粗糙度、孔隙率和粗糙度因子,表面接触角范围在117.4°～133.5°。实验结... 详细信息

通过电火花成型加工技术在铜基换热表面制备微纳结构改性表面,以自制换热表面性能测试装置进行改性表面的池沸腾换热性能实验。改性表面随加工电流改变而具有不同粗糙度、孔隙率和粗糙度因子,表面接触角范围在117.4°～133.5°。实验结果表明,改性表面的微纳结构提高换热面的池沸腾换热效果,临界热流密度较光滑铜表面提高了26%～87.8%,最大传热系数提高了48.1%～213%。改性表面的传热系数随着粗糙度增大而减小,而临界热流密度则是先增大后减小;孔隙率的增大使得改性表面的传热系数也随之增大,临界热流密度则是随着孔隙率的增大而先增大后减小;临界热流密度随着粗糙度因子的增大而降低,传热系数则是先增大后降低。粗糙度对沸腾换热的强化效果较小,孔隙率和粗糙度因子是强化池沸腾换热的关键,孔隙率和粗糙度因子分别影响了气泡核化密度和实际接触面积,提高了气泡脱离频率,带走更多的热量,但两者间存在互相制约的平衡关系。

关键词：电火花成型加工微纳结构池沸腾换热粗糙度因子表面传热

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粗糙疏水表面冷凝形核特性研究

化学工程 2012年第7期40卷 30-33,42页

作者：周鹏翔王猛李辉林鑫黄卫东西北工业大学材料学院陕西西安710072

为了研究疏水基底粗糙度对形核特性的影响规律,采用腐蚀及修饰的方法得到具有不同粗糙度的疏水基底,通过对基底表面粗糙度因子的计算和表观润湿角的测量,考察了基底粗糙度对基底表面水的表观润湿角的定量关系;在制备的粗糙基底上进行了... 详细信息

为了研究疏水基底粗糙度对形核特性的影响规律,采用腐蚀及修饰的方法得到具有不同粗糙度的疏水基底,通过对基底表面粗糙度因子的计算和表观润湿角的测量,考察了基底粗糙度对基底表面水的表观润湿角的定量关系;在制备的粗糙基底上进行了冷凝蒸汽形核实验,利用统计方法得到基底粗糙度因子与冷凝液滴数量的关系。结果表明:基底微观形貌对水在基底表面的表观润湿性和形核特性具有显著影响,对于疏水基底,随着基底粗糙度的增加,水滴在其表面的表观润湿角增大;相同的基底过冷度下,越粗糙的基底表面蒸汽冷凝形核点越少。分析认为,基底微观形貌通过影响液胚在其表面的表观润湿角,进而改变异质形核功,造成了粗糙基底表面形核特性的改变。实验现象与基于Wenzel模型的粗糙基底异质形核理论取得了一致。

关键词：异质形核蒸汽冷凝润湿角粗糙度因子

基于骨料级配优化的混凝土配合比设计方法研究

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基于骨料级配优化的混凝土配合比设计方法研究

作者：彭浩北京建筑大学

学位级别：硕士

骨料是混凝土的重要原材料。在普通预拌混凝土中,它占混凝土总体积的65%-80%左右。但是近年来随着我国工程量的急剧加大,优质的天然砂石骨料资源已日益匮乏,而国内人工砂石整体上质量仍较差,再加之长久以来我国预拌混凝土行业在实际生... 详细信息

骨料是混凝土的重要原材料。在普通预拌混凝土中,它占混凝土总体积的65%-80%左右。但是近年来随着我国工程量的急剧加大,优质的天然砂石骨料资源已日益匮乏,而国内人工砂石整体上质量仍较差,再加之长久以来我国预拌混凝土行业在实际生产中对骨料质量缺乏应有的重视。综合以上原因,直接造成了混凝土的水泥用量较多,拌合物和易性差,耐久性低劣,经济成本居高不下等弊端,已经严重制约了我国混凝土质量的改善和新型技术的应用。现代混凝土将更加注重优良的工作性,这也对混凝土骨料的级配提出了更高的要求。在对北京、天津、河北等地区的搅拌站实地调研中发现：生产中所使用的骨料质量参差不齐,多数骨料的级配较差甚至无级配可言。其次,由于在生产中骨料来源渠道多样,品质容易有较大的变动,使得在生产过程中难以实现对骨料级配的合理控制以及配合比的快速调整。鉴于以上问题,本文对混凝土配合比设计及级配理论进行了深入研究,结合我国预拌混凝土生产的实际情况,提出了混凝土配合比设计中骨料级配的优化方法。其主要的技术路线是依据和结合相关理论和研究结论,实现粗细骨料合理搭配的级配方法,可以在进场原材料的现有条件下得到相对较好的混凝土骨料整体级配效果。通过研究,提出了三个关键控制要点,即最大密度曲线、ACI各筛分计筛余建议范围、粗糙度因子与工作性因子结合所组成适宜的范围,依此确定骨料搭配比例(包括砂率)为生产中混凝土配合比设计提供理论指导。本研究通过大量的实验室试配,并结合搅拌站进行了实际工程上的应用。试验及应用结果都充分验证了：利用该方法能在充分利用现有原材料的基础上,有效的保证混凝土骨料整体级配组成的合理性。在保证强度和工作性的前提下,减少了水泥浆量,达到了改善耐久性和降低经济成本的目的。此外,研究中还应用相关软件,可便捷、准确的进行骨料级配设计,有利于混凝土配合比设计的计算机化,具有良好的应用前景。

关键词：配合比设计骨料级配密实堆积分计筛余粗糙度因子工作性因子

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细骨料混配优化及其预拌混凝土性能研究

细骨料混配优化及其预拌混凝土性能研究

作者：秦绪祥烟台大学

学位级别：硕士

我国混凝土用量巨大,混凝土绿色生产及应用水平却不高。推广使用高性能混凝土,提高资源综合利用水平,实现混凝土绿色生产已经成为混凝土行业的重要任务。在此背景下,使用替代性细骨料如机制砂、尾矿、山砂及再生粗骨料取代天然骨料,降... 详细信息

我国混凝土用量巨大,混凝土绿色生产及应用水平却不高。推广使用高性能混凝土,提高资源综合利用水平,实现混凝土绿色生产已经成为混凝土行业的重要任务。在此背景下,使用替代性细骨料如机制砂、尾矿、山砂及再生粗骨料取代天然骨料,降低天然骨料的开采使用,已经成为了必然趋势。虽然目前替代性细骨料已经得到了广泛的应用,但是其预拌混凝土性能及配合比设计方法的系统研究还较少。本文通过试验对骨料级配优化理论、替代性细骨料混凝土性能进行了研究。在此基础上,提出了一种新的配合比设计方法,并开发了混凝土配合比设计及管理系统。试验结果表明,通过优化骨料级配,替代性细骨料完全能够配制出性能良好的混凝土。本文的主要研究内容如下:(1)研究分析了已有的混配土配合比设计方法,提出了基于骨料双因子理论的混凝土配合比设计方法。由于替代性细骨料品质较差,往往需要多种细骨料进行混配,方能满足混凝土性能要求,这就造成了混凝土中细骨料种类较多,对混凝土的配合比设计也提出了新要求。当混凝土中骨料在两种以上时,各骨料的比例及用量往往难以计算,需要经试验确定。而借助骨料双因子理论,可以确定混合骨料各组分的合适比例,解决了所使用骨料种类繁多,配合比设计较为困难的问题。(2)对骨料双因子对混凝土工作性能、抗压强度的影响进行了试验研究,分析了骨料粗糙度因子(CF)、工作性因子(WF)对混凝土工作性能、抗压强度的影响规律,并对骨料双因子的最优点进行了讨论。利用该理论对混凝土配合比优化进行了尝试,通过适当增加骨料工作性因子,降低骨料粗糙度因子的方法,分别配制出了胶材用量由390 kg/m降低至330kg/m,水胶比由0.46降至0.43,坍落度仍保持在180mm左右的混凝土。(3)利用正交试验对机制砂、山砂的混配使用进行了研究,并利用极差分析,对浆骨比、砂率及山砂替代率的最优水平进行了分析。试验结果表明:在浆骨比为32.5:62.5的情况下,混合骨料能够配制出工作性能及力学性能优良的混凝土;机制砂与山砂混配配制的混凝土抗氯离子渗透性能虽出现了下降的情况,但基本上都在/500×10m/s以下,能够满足混凝土性能要求;而机制砂由于细颗粒较多,山砂细颗粒较少,两者进行混配能够在一定程度上优化骨料级配,其混凝土用水量较使用山砂、河砂混合骨料的混凝土要少。(4)利用C#语言开发了混凝土配合比设计及管理系统。该系统具有原材料信息管理、混凝土配合比设计及管理、试验数据管理及试验试块龄期管理等功能。在混凝土配合设计方面,该系统内置了多种配合比设计方法,并结合骨料双因子理论及相关规范对混凝土耐久性设计的规定,实现了基于混凝土性能、基于骨料级配优化的混凝土配合比设计。

关键词：混凝土性能替代性细骨料骨料级配优化粗糙度因子工作性因子

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聚合物表面润湿性与油水分离的MD模拟研究

聚合物表面润湿性与油水分离的MD模拟研究

作者：赵静大连理工大学

学位级别：硕士

表面润湿性一直是影响表面科学、流体流动和传热等广泛领域的重要因素。液滴在固体基底上的润湿在表面涂层、采油等领域有着广泛的应用,在自然界和工业中都是非常普遍和关键的。研究固-液相互作用对液体在固体表面润湿的影响至关重要。... 详细信息

表面润湿性一直是影响表面科学、流体流动和传热等广泛领域的重要因素。液滴在固体基底上的润湿在表面涂层、采油等领域有着广泛的应用,在自然界和工业中都是非常普遍和关键的。研究固-液相互作用对液体在固体表面润湿的影响至关重要。然而,尽管液滴在固体基质上的润湿已经得到了广泛的研究,但对于固-液相互作用如何控制基底疏水性和润湿现象的基本理解仍然缺乏,水资源的污染对环境安全造成了不利影响,固体表面润湿性在油水分离领域的问题也亟待解决。采用Lennard–Jones(L–J)势能函数进行分子动力学模拟(MDs),分别研究了纳米油滴、水滴和油水混合液滴在光滑和粗糙聚四氟乙烯(PTFE)壁面上的润湿行为。模拟在Large–scale atomic/Molecular Massively Parallel Simulator(LAMMPS)软件上进行。结果表明,在光滑壁面上通过改变截断半径、分子数,观察到纳米油滴铺展在壁面上,接触角约为20?;而纳米水滴仅轻微润湿于壁面,接触角大于90?。这表明,PTFE表面对正辛烷和水纳米液滴的亲和力差异较大。在粗糙壁面上主要通过改变凹槽宽度和深度来调整相面积分数f和粗糙度因子r。同时研究了基底表面形貌和液滴的化学性质对纳米液滴润湿性的影响,详细讨论了两种纯液滴在栏栅型、凹坑型和凸柱型粗糙PTFE上的润湿性。结果表明,在栏栅型粗糙表面,观察到当r小于2.33时,正辛烷和水纳米液滴在壁面上均为Wenzel态;随着r增大到3.67时,纳米水滴则呈现Cassie润湿态,而纳米油滴仍为Wenzel态。在凹坑型粗糙表面,当r=3.61时,正辛烷在表面呈Wenzel态,此时水滴呈Cassie态;当f=0.84时,正辛烷仍呈Wenzel态,水滴虽呈Transition态,但是只有较少数的水分子在凹槽上边沿。在凸柱型粗糙表面,当f=0.36和r=3.61这两种条件时,正辛烷可以完全浸润凹槽,水滴呈现Cassie态。这表明,本文构建的特殊浸湿性PTFE表面具有实现油水分离的潜力。纯组分液滴在粗糙表面的模拟为油水混合液滴分离的模拟提供了方向。对于油水混合液滴,在光滑表面分离效率为75%,这种亲油疏水表面显示出油水分离的可能性。在栏栅型粗糙表面,当凹槽深度较大f=0.41时,分离效率为77%,该表面实现了正辛烷-水混合物纳米液滴的初步分离。改变表面形貌为凹坑型粗糙表面,当凹槽宽度较小f=0.84时,分离效率为98.7%。在凸柱型PTFE表面f=0.16时,油水液滴的分离效果最佳,可完全分离,分离效率达到99.8%,此时为超亲油超疏水表面。因此,这种具有特殊润湿性的粗糙PTFE表面可以实现正辛烷-水混合物分离。

关键词：润湿行为接触角截断半径相面积分数粗糙度因子

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骨料空隙率对混凝土流动性与强度的影响分析

烟台大学学报（自然科学与工程版） 2017年第4期30卷 335-340,355页

作者：李明琛周新刚苏智慧烟台大学土木工程学院山东烟台264005

简要分析了影响混凝土流动性及强度的主要因素,讨论了CF-WF骨料级配理论在骨料级配优化中的应用.在CF-WF骨料级配理论的基础上,通过粗细骨料混合后的骨料空隙率分析及其与粗糙度因子(CF)和工作性因子(WF)的关系,研究了骨料空隙率对混凝... 详细信息

简要分析了影响混凝土流动性及强度的主要因素,讨论了CF-WF骨料级配理论在骨料级配优化中的应用.在CF-WF骨料级配理论的基础上,通过粗细骨料混合后的骨料空隙率分析及其与粗糙度因子(CF)和工作性因子(WF)的关系,研究了骨料空隙率对混凝土拌合物流动性及强度的影响.研究表明,粗细骨料混合后的空隙率越小,混凝土拌合物的流动性越好,混凝土的强度越高.粗细骨料混合后的空隙率是衡量混凝土骨料级配优化的核心指标.通过多种不同粒径范围的骨料混配、骨料整形等措施,降低骨料混配后的空隙率是骨料混配及优化的关键路径.

关键词：流动性混凝土拌合物工作性因子粗糙度因子

预拌混凝土配合比设计中骨料级配的优化方法研究

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商品混凝土 2014年第4期 28-30页

作者：彭浩宋少民北京建筑大学

随着我国工程建设的大规模开展,砂石资源消耗量巨大。优质天然骨料资源已日渐匮乏,而人工砂石从总体上看,质量仍较差,混凝土企业广泛使用的多是一些低品质的骨料。其中配合比设计时粗细骨料比例不合理会造成骨料整体上没有达到相对最佳... 详细信息

随着我国工程建设的大规模开展,砂石资源消耗量巨大。优质天然骨料资源已日渐匮乏,而人工砂石从总体上看,质量仍较差,混凝土企业广泛使用的多是一些低品质的骨料。其中配合比设计时粗细骨料比例不合理会造成骨料整体上没有达到相对最佳的状态,对新拌混凝土的工作性产生不良影响,同时降低耐久性以及经济性。因此,为了保证混凝土质量,需要寻求一种科学、实用的方法确定砂石合理比例,实现对混凝土骨料整体级配的优化。在本研究中,利用最大密度曲线,粗糙度—工作性因子优化和评价混凝土骨料的级配。试验研究结果表明,此技术效果好,具有工程应用价值。

关键词：最大密度曲线粗糙度因子工作性因子配合比设计骨料级配优化

预拌混凝土配合比设计中骨料级配的优化方法研究

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商品混凝土 2014年第4期 28-30,52页

作者：彭浩宋少民北京建筑大学北京100044

关键词：最大密度曲线粗糙度因子工作性因子配合比设计骨料级配优化