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钢制双层储罐在外爆冲击载荷下的等效静力计算方法研究

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安全与环境学报 2025年

作者：芦烨曹兵阳李智超丁宇奇李晓琳尹青锋东北石油大学机械科学与工程学院中国石化工程建设有限公司

采用等效静力计算方法对外爆载荷作用下的钢制双层储罐进行安全评价，对其结构设计与罐体防爆设计具有重要意义。因此，以钢制双层液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）储罐为研究对象，考虑外罐、保冷材料以及内罐的厚度和弹性模... 详细信息

采用等效静力计算方法对外爆载荷作用下的钢制双层储罐进行安全评价，对其结构设计与罐体防爆设计具有重要意义。因此，以钢制双层液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）储罐为研究对象，考虑外罐、保冷材料以及内罐的厚度和弹性模量，建立了基于质量和刚度等效的单层储罐当量参数计算方法。以此为基础，分别开展了双钢壁储罐和等效单罐在外爆载荷下的数值模拟分析，通过对比等效单罐和双罐的应力与变形数值，建立了钢制双层储罐强度失效和屈曲失效的等效静力计算方法，实现了双钢壁储罐在外爆载荷下的等效静力计算。计算结果表明：在外爆载荷下，等效单罐与双罐的应力和变形分布规律一致；经修正后的等效单罐与双罐的储罐应力、变形分别有90.9%和83.3%的数据相对误差在15%以下，从而验证了建立的等效计算方法准确性。研究成果对于分析钢制双层储罐在爆炸事故中的后果及减少爆炸造成的损失具有参考意义。

关键词：安全工程钢制双层储罐等效单罐强度失效屈曲失效等效静力计算方法

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一种用于高/低折射率微粒捕获的级联光镊

光学学报 2025年

作者：刘旭姚林枝姜春雷张明辉计兆麒施奇赞东北石油大学石油工程学院提高油气采收率教育部重点实验室东北石油大学电气信息工程学院

本文提出了一种用于高/低折射率微粒捕获与隔离操作的新型级联光镊。该装置由锥形光纤探针嵌套插入毛细微管内制成，通过将光力与毛细力相结合，实现了不同折射率微粒的稳定捕获。基于有限元仿真对光场分布及微粒受力进行了分析，研究... 详细信息

本文提出了一种用于高/低折射率微粒捕获与隔离操作的新型级联光镊。该装置由锥形光纤探针嵌套插入毛细微管内制成，通过将光力与毛细力相结合，实现了不同折射率微粒的稳定捕获。基于有限元仿真对光场分布及微粒受力进行了分析，研究了级联光镊在不同光功率和背景溶液折射率下的捕获能力，并进行了实验验证，采用980nm波长的激光，对酵母细胞、聚苯乙烯微球、二氧化硅微粒及磁性微粒进行了捕获与悬浮实验。实验结果显示，级联光镊对不同折射率微粒表现出良好的捕获性能。本文提出的级联光镊为生物医学领域中微粒的捕获和复杂环境下的隔离操作提供了新的技术手段。

关键词：级联光镊高/低折射率微粒捕获光力毛细力

基于MSCNN-GRU神经网络补全测井曲线和可解释性的智能岩性识别

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石油地球物理勘探 2025年

作者：王婷婷王振豪赵万春蔡萌史晓东东北石油大学电气信息工程学院东北石油大学黑龙江省网络与智能控制重点实验室东北石油大学石油工程学院大庆油田有限责任公司采油工艺研究院大庆油田有限责任公司第九采油厂

针对传统岩性识别方法在处理测井曲线缺失、准确性以及模型可解释性等方面的不足，本文提出了一种基于MSCNN-GRU神经网络补全测井曲线和Optuna超参数优化的XGBoost模型的可解释性的岩性识别方法。首先，针对测井曲线在特定层段丢失或失... 详细信息

针对传统岩性识别方法在处理测井曲线缺失、准确性以及模型可解释性等方面的不足，本文提出了一种基于MSCNN-GRU神经网络补全测井曲线和Optuna超参数优化的XGBoost模型的可解释性的岩性识别方法。首先，针对测井曲线在特定层段丢失或失真的问题，引入了基于多尺度卷积神经网络（MSCNN）与门控循环单元（GRU）神经网络相结合的曲线重构方法，为后续的岩性识别提供了准确的数据基础；其次，利用小波包自适应阈值方法对数据进行去噪和归一化处理，以减少噪声对岩性识别的影响；然后，采用Optuna框架确定XGBoost算法的超参数，建立了高效的岩性识别模型；最后，利用SHAP可解释性方法对XGBoost模型进行归因分析，揭示了不同特征对于岩性识别的贡献度，提升了模型的可解释性。结果表明，Optuna-XGBoost模型综合岩性识别准确率为79.91%，分别高于支持向量机（SVM）、朴素贝叶斯、随机森林三种神经网络模型24.89%、12.45%、6.33%。基于Optuna-XGBoost模型的SHAP可解释性的岩性识别方法具有更高的准确性和可解释性，能够更好地满足实际生产需要。

关键词：岩性识别多尺度卷积神经网络门控循环单元神经网络 XGBoost 超参数优化可解释性

板内走滑断裂发育特征及其对页岩油的控制作用：以鄂尔多斯盆地庆城油田长7段为例

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地质科学 2025年第1期60卷 19-32页

作者：何右安曹东升郭雯巩磊常睿王琦鲍天禄卢奕蕾低渗透油气田勘探开发国家工程实验室中国石油长庆油田公司勘探开发研究院东北石油大学地球科学学院东北石油大学环渤海能源研究院

板内走滑断裂广泛分布于我国主要沉积盆地，对油气勘探开发具有重要意义，对页岩油储层同样具有重要影响。文章以鄂尔多斯盆地庆城油田长7段为研究对象，综合地震、测井、压裂施工和生产数据对走滑断裂发育特征及其对页岩油勘探开发的... 详细信息

板内走滑断裂广泛分布于我国主要沉积盆地，对油气勘探开发具有重要意义，对页岩油储层同样具有重要影响。文章以鄂尔多斯盆地庆城油田长7段为研究对象，综合地震、测井、压裂施工和生产数据对走滑断裂发育特征及其对页岩油勘探开发的影响进行研究。根据三维地震资料解释的断距、垂向穿层特征和平面延伸距离，研究区的断裂系统可以划分为大尺度断层和小尺度断层两个级次。大尺度断层在长7段水平向延伸距离一般大于3 000 m或者断距大于10 m，使地震同相轴产生明显错断；水平向延伸距离小于3 000 m并且断距小于10 m的是小尺度断层，主要通过叠后地震属性识别表征。大尺度断层主要是沿NEE向和近EW向展布的走滑断层，还发育少量NW向的正断层。小尺度断层以NEE向和近EW向为主，主要沿大尺度断层和深层断裂呈条带状展布，平面上有4种组合样式。小尺度断层在垂向上受岩石力学层控制，分为（长7）段内小断层和穿（长7）段小断层。小尺度断层发育区的含水率高、产量低，小尺度断层发育带之间的区域更有利于长7页岩油的富集。穿段小断层延伸长度多大于1 000 m，断穿长7段顶面使得长6段见油；同时使长7段含水率升高并与邻井发生层间压窜，导致长7页岩油产能降低。为了减少压窜，应尽量避免在大尺度断层和穿（长7）段小断层两侧50 m的范围内水力压裂。本研究不仅深化了对板内走滑断裂内部结构的认识，还为页岩油储层的高效经济勘探和开发提供了指导。

关键词：庆城油田长7段页岩油板内走滑断裂岩石力学层

应用RAtte-UNet的三维断层识别方法

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石油地球物理勘探 2025年

作者：高新成梁云虎王莉利吴吉忠东北石油大学现代教育技术中心东北石油大学计算机与信息技术学院黑龙江省油气地球物理勘探重点实验室海洋油气勘探国家工程研究中心东北石油大学环渤海能源研究院

地震数据中的断层结构可以揭示地下构造和岩层变化，为资源勘探和地质灾害防治提供重要依据。然而实际采集的三维地震数据中包含大量噪声且断层体所占比例极小，利用蚂蚁体识别方法得到的结果误差较大，连续性和准确性不够。为此，提出... 详细信息

地震数据中的断层结构可以揭示地下构造和岩层变化，为资源勘探和地质灾害防治提供重要依据。然而实际采集的三维地震数据中包含大量噪声且断层体所占比例极小，利用蚂蚁体识别方法得到的结果误差较大，连续性和准确性不够。为此，提出一种基于深度学习的三维残差注意力RAtte-UNet断层识别方法，即融合残差跳跃连接与注意力机制并进行模型训练，采用混合损失函数降低断层与非断层的极度不平衡对网络训练的影响，使网络对于小断层具有很好的识别能力。通过对模拟数据和真实数据进行断层识别，准确率、召回率和精确率等评价指标均有所提升。相比于蚂蚁体等断层识别方法，该方法的识别结果中断层连续性更好，并能识别小断层，模型泛化能力强。该方法可推广应用到实际地震数据勘探中。

关键词：断层识别残差跳跃连接注意力机制混合损失函数 RAtte-UNet

均布荷载下矩形钢管混凝土上翼缘工字形梁侧扭屈曲研究

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甘肃科学学报 2025年 40-46页

作者：刘迎春胡志峰计静张文福姜良芹东北石油大学黑龙江省高校防灾减灾工程与防护工程重点实验室南京工程学院建筑工程学院

为研究均布荷载作用下跨中设置扭转支撑的矩形钢管混凝土上翼缘工字形梁的稳定性能,通过能量变分法,开展弹性侧扭屈曲分析,求解出该类梁弹性侧扭屈曲临界弯矩。采用MATLAB软件编写不同截面尺寸、跨度、支撑刚度下梁的临界弯矩计算程序,... 详细信息

为研究均布荷载作用下跨中设置扭转支撑的矩形钢管混凝土上翼缘工字形梁的稳定性能,通过能量变分法,开展弹性侧扭屈曲分析,求解出该类梁弹性侧扭屈曲临界弯矩。采用MATLAB软件编写不同截面尺寸、跨度、支撑刚度下梁的临界弯矩计算程序,获得大量临界弯矩,并使用1stOpt软件对其进行拟合,获得有支撑和无支撑条件下梁的临界弯矩计算公式、支撑刚度达到门槛刚度时梁的临界弯矩计算公式和门槛刚度计算公式。最后使用ANSYS软件验证公式的精度,将分析结果与公式进行对比。研究表明:在支撑刚度达到门槛刚度前,随着支撑刚度增加,临界弯矩随之增大。经有限元验证,回归出的公式较为可靠,与有限元的误差在5%以内,可为工程设计提供参考。

关键词：矩形管翼缘梁扭转支撑侧扭屈曲能量变分法有限元法

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微涡轮角接触球轴承打滑性能分析

轴承 2025年第1期 61-68页

作者：王宇王镇韩清鹏朱瑞吕杭原上海电力大学能源与机械工程学院上海201306 东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

在赫兹接触理论的基础上,通过拟静力学方程对高速旋转,承受联合载荷和角偏斜的微涡轮角接触球轴承进行计算,得到不同轴向预紧力、径向载荷及偏转角下的轴承受力及其打滑情况,并基于Hirano打滑准则得到轴承的打滑临界曲线。结果表明:为... 详细信息

在赫兹接触理论的基础上,通过拟静力学方程对高速旋转,承受联合载荷和角偏斜的微涡轮角接触球轴承进行计算,得到不同轴向预紧力、径向载荷及偏转角下的轴承受力及其打滑情况,并基于Hirano打滑准则得到轴承的打滑临界曲线。结果表明:为了防止球打滑,以较高转速运转的角接触球轴承需要较大的轴向预紧力;当不承受径向载荷且轴向预紧力低于100 N时,轴承在20000~70000 r/min转速内均发生打滑,当径向载荷增至2000 N时,轴承在20000~70000 r/min转速内均不发生打滑;随着转速的增加,轴承所受离心力增加,球与外圈间的接触载荷增加,球与内圈间的接触载荷减小,导致轴承在高速下的打滑加剧;随着轴承力矩载荷或轴向预紧力的增大,偏转角增大;存在角偏斜的情况下,随着轴向预紧力的增大,球受力增大,离径向载荷作用线越近的球受力更明显,球Hirano打滑系数增大,轴承越不易打滑。

关键词：滚动轴承角接触球轴承径向载荷轴向载荷接触力赫兹接触

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基于金刚石探测器的低噪声高增益电荷灵敏放大器研制

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核电子学与探测技术 2025年

作者：王民川朱志甫黄河邹继军邢宗强方波陈少佳郑州工程技术学院信息工程学院广东石油化工学院电子信息工程学院东华理工大学机械与电子工程学院中国科学院高能物理研究所

金刚石探测器在核辐射探测中具有广阔的应用需求。本文基于电荷灵敏放大器的基本原理，采用共源极放大器和差分放大器的组合方式，设计了一种基于金刚石探测器的低噪声高增益电荷灵敏放大器。实验结果显示，本底等效噪声电荷为168 e-，... 详细信息

金刚石探测器在核辐射探测中具有广阔的应用需求。本文基于电荷灵敏放大器的基本原理，采用共源极放大器和差分放大器的组合方式，设计了一种基于金刚石探测器的低噪声高增益电荷灵敏放大器。实验结果显示，本底等效噪声电荷为168 e-，能谱分辨率和电荷收集效率分别为2.63%和86%。所有指标均达到了设计要求。该放大器有望在金刚石探测器的能谱分析、位置分辨和束流监测等领域得到应用。

关键词：金刚石低噪声高增益电荷灵敏放大器

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气-液-固三相过滤过程滤芯压降特性

石油学报(石油加工) 2025年

作者：杨云兰常程冯艳丽刘涛金晶王亚倩刘俊杰吴小林中国石油大学(北京)机械与储运工程学院过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室中国石油天然气管道科学研究院有限公司中油管道机械制造有限责任公司

为了深入研究天然气输送过程中气体净化用过滤分离元件的气-液-固三相过滤性能，采用等效填充密度及理论填充密度表征粉尘沉积特性的方法，探究了滤芯精度和粉尘粒径对含液及含尘过滤过程压降变化影响规律。结果表明：对于洁净滤芯气-... 详细信息

为了深入研究天然气输送过程中气体净化用过滤分离元件的气-液-固三相过滤性能，采用等效填充密度及理论填充密度表征粉尘沉积特性的方法，探究了滤芯精度和粉尘粒径对含液及含尘过滤过程压降变化影响规律。结果表明：对于洁净滤芯气-固过滤过程，较小粒径粉尘更易堵塞滤材孔隙，导致在相同粉尘量沉积情况下滤芯压降增长速率增大，在相同时间内，同种滤芯的等效填充密度均高于理论填充密度，两者之间差异随着滤芯精度降低愈加显著；对于含液滤芯气-固过滤过程，滤芯压降随时间呈现线性增长，其压降增长速率随滤芯精度增高而增大，此过程等效填充密度和理论填充密度吻合性良好，平均偏差小于10%；对于含尘滤芯气-液过滤过程，滤芯压降首先在液体冲刷作用下逐渐降低，而后再次上升并最终达到稳定，在气-液过滤冲刷阶段，滤芯精度越低，滤材内粉尘结构越为松散，抗冲刷能力更弱，并且粉尘粒径增大将减缓压降下降速率。

关键词：过滤压降粉尘液滴滤芯气溶胶天然气