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油气水三相段塞流与滚动波流型的转变

化工学报 2010年第3期61卷 629-634页

作者：罗小明何利民吕宇玲中国石油大学储运与建筑工程学院山东青岛266555

Compared with gas-liquid two-phase flow,oil-gas-water three-phase flow is much more *** is immiscible oil-water,whose interaction and dispersion greatly affects the flow *** slug flow pattern of oil-gas-water three-phase and its flow pattern transition were studied in a 95 m long,51 mm *** *** oil-gas-water three-phase slug flow pattern could be classified into five sub-flow *** slug flow was W/O or O/W one during its transition to roll wave,which was three-layer flow pattern without mixed-phase on the *** even larger superficial gas velocity was needed for the transition boundary of slug flow and roll wave flow when the superficial liquid velocity is ***,the region of roll wave flow pattern became *** above-mentioned transition only happened when the water cut of liquid was between 30% and 70%.At the same superficial liquid velocity,there appeared a minimum superficial gas velocity corresponding to the transition of flow pattern when the water cut of liquid was between 40% and 50%.

关键词：段塞流滚动波流型转变边界水平管

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岩石断裂力学的扩展有限元法

中国石油大学学报（自然科学版） 2016年第4期40卷 121-126页

作者：周博孙博薛世峰中国石油大学储运与建筑工程学院山东青岛266580

针对岩石材料的断裂力学问题阐述扩展有限元法的单元位移模式的选择、确定平面裂纹空间位置的水平集法和特殊单元的数值积分方法。介绍最大周向应力裂纹扩展判据和计算应力强度因子的相互作用积分法,进而建立岩石断裂力学的扩展有限元... 详细信息

针对岩石材料的断裂力学问题阐述扩展有限元法的单元位移模式的选择、确定平面裂纹空间位置的水平集法和特殊单元的数值积分方法。介绍最大周向应力裂纹扩展判据和计算应力强度因子的相互作用积分法,进而建立岩石断裂力学的扩展有限元法。建立Ⅰ型裂纹和Ⅱ型裂纹的岩石断裂力学的扩展有限元计算模型,对I裂纹的应力强度因子和Ⅱ型裂纹的裂纹扩展路径进行扩展有限元法数值模拟计算。结果表明,建立的岩石断裂力学扩展有限元法可对岩石材料的断裂力学参数和裂纹扩展路径进行数值模拟分析,验证了数值计算结果的合理性,能有效地描述岩石断裂力学特性。

关键词：扩展有限元法水平集法应力强度因子相互作用积分法裂纹扩展判据裂纹扩展路径

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微结构表面封闭式喷雾冷却传热特性

强激光与粒子束 2012年第9期24卷 2053-2058页

作者：张伟王照亮徐明海中国石油大学储运与建筑工程学院山东青岛266555

以蒸馏水为工质,在闭式循环喷雾冷却系统上,变化喷雾流量,研究了表面几何结构对喷雾传热性能的影响。从对流换热和相变换热比例关系的角度,对喷雾换热机理进行了实验研究。结果表明:与光滑表面相比,微结构表面可明显增强喷雾换热强度,... 详细信息

以蒸馏水为工质,在闭式循环喷雾冷却系统上,变化喷雾流量,研究了表面几何结构对喷雾传热性能的影响。从对流换热和相变换热比例关系的角度,对喷雾换热机理进行了实验研究。结果表明:与光滑表面相比,微结构表面可明显增强喷雾换热强度,这主要归因于相变换热的增强。表面温度较低时,直肋面换热效果最好;增大流量,光面换热增强,而直肋面变化不明显。表面温度较高时,方肋面换热效果最好;随着流量增大,所有面换热均增强。对于微结构表面,相变换热份额均大于50%,故而以相变换热为主;而光滑表面,即使在温度较低时,相变换热份额也大于20%。临界热流密度与三相接触线长度正相关,流量为15.9mL/min时,方肋面、直肋面和光面的临界热流密度依次为159.1,120.2,109.8W/cm2,蒸发效率分别为96.0%,72.5%,67.1%。

关键词：喷雾冷却微结构表面相变换热临界热流密度

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LNG冷箱中降温过程的动态模拟并行计算

中国石油大学学报（自然科学版） 2014年第4期38卷 148-153页

作者：王琳李玉星朱建鲁王娅婷盛欢欢王武昌中国石油大学储运与建筑工程学院山东青岛266580

由于单核计算无法承担LNG冷箱中降温过程动态模拟的高负荷,采用共享内存模式下的对称多核并行计算方法实现带预冷的氮膨胀液化流程中冷箱降温过程的动态模拟。动态模型中,板翅式换热器采用一维模型,压缩机、膨胀机和节流阀按稳态元件处... 详细信息

由于单核计算无法承担LNG冷箱中降温过程动态模拟的高负荷,采用共享内存模式下的对称多核并行计算方法实现带预冷的氮膨胀液化流程中冷箱降温过程的动态模拟。动态模型中,板翅式换热器采用一维模型,压缩机、膨胀机和节流阀按稳态元件处理;并行方法中,根据并行机特征和液化流程特点进行计算单元的划分及边界耦合,利用路障对每个积分步进行同步控制,通过显式的函数调用进行单元间通信。将模拟结果与试验数据进行对比,验证动态模型和并行方法的合理性。模拟结果表明:工质的降温速率主要取决于膨胀机多变效率;该并行方法使模拟进程加速23倍,计算结点效率是单核计算的3.83倍。

关键词：天然气液化冷箱降温动态模拟多指令流多数据流多核并行计算

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有限元与离散元混合法在裂纹扩展中的应用

中国石油大学学报（自然科学版） 2013年第3期37卷 126-130,136页

作者：孙翔刘传奇薛世峰中国石油大学储运与建筑工程学院山东青岛266580

基于有限元与离散元混合方法研究裂纹扩展模拟问题。对含原生裂纹的结构进行单元离散,用有限元计算单元内部,采用离散元计算单元界面,通过单元连接形式的转变实现连续到非连续的转化;采用平面半弹簧法进行接触判断,通过显示迭代求解运... 详细信息

基于有限元与离散元混合方法研究裂纹扩展模拟问题。对含原生裂纹的结构进行单元离散,用有限元计算单元内部,采用离散元计算单元界面,通过单元连接形式的转变实现连续到非连续的转化;采用平面半弹簧法进行接触判断,通过显示迭代求解运动方程,不断更新单元坐标,实现裂纹扩展的数值模拟。以单裂纹与雁形裂纹在单向位移载荷作用下的扩展为例,对比数模结果与试验结果。结果表明:采用有限元与离散元混合方法可有效模拟单、多裂纹的扩展过程;岩桥为90°的雁形裂纹受对向挤压载荷作用发生翼裂-翼裂贯通。

关键词：有限单元法离散单元法裂纹扩展数值模拟

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腐蚀缺陷对中高强度油气管道失效压力的影响

石油学报 2012年第6期33卷 1086-1092页

作者：崔铭伟曹学文中国石油大学储运与建筑工程学院山东青岛266580

腐蚀管道评价规范ASME-B31G、BS7910、DNV-RP-F101、PCORRC大多以X60以下中低强度管道为研究对象,对X60以上中高强度油气管道的评价具有一定的保守性。笔者以X65和X80两种中高强度管材为研究对象,采用非线性有限元法分析了带腐蚀缺陷油... 详细信息

腐蚀管道评价规范ASME-B31G、BS7910、DNV-RP-F101、PCORRC大多以X60以下中低强度管道为研究对象,对X60以上中高强度油气管道的评价具有一定的保守性。笔者以X65和X80两种中高强度管材为研究对象,采用非线性有限元法分析了带腐蚀缺陷油气管道的失效压力,研究了腐蚀缺陷深度、腐蚀缺陷长度、腐蚀缺陷宽度和腐蚀缺陷位置对带腐蚀缺陷油气管道失效压力的影响,建立了包含腐蚀缺陷深度、腐蚀缺陷长度、腐蚀缺陷位置等参数的带腐蚀缺陷油气管道失效压力计算方法。与现有标准提供的计算方法和试验结果对比表明:本文拟合得到的计算方法误差小,保守性低,可以满足X60以上中高强度腐蚀管道失效压力的预测要求。

关键词：油气管道腐蚀缺陷尺寸腐蚀缺陷位置失效压力非线性有限元法

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物对含蜡原油降凝效果评价

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中国石油大学学报（自然科学版） 2009年第5期33卷 108-113页

作者：杨飞李传宪林名桢中国石油大学储运与建筑工程学院山东东营257061

以长庆、青海含蜡原油为研究对象,考察乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(简称EVA)降凝剂对含蜡原油的降凝效果。利用DSC热分析仪和偏光显微镜考察加剂前后含蜡原油的结晶特性和原油中的蜡晶形貌,并通过凝点和流变试验评价EVA降凝剂对含蜡原油的降... 详细信息

以长庆、青海含蜡原油为研究对象,考察乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(简称EVA)降凝剂对含蜡原油的降凝效果。利用DSC热分析仪和偏光显微镜考察加剂前后含蜡原油的结晶特性和原油中的蜡晶形貌,并通过凝点和流变试验评价EVA降凝剂对含蜡原油的降凝效果。结果表明:随着分子量的增大,EVA结晶性能稍有提高;随着极性基团含量的提高,EVA结晶性能显著恶化。EVA降凝剂对含蜡原油的降凝效果与原油组成和降凝剂结构有关:随着原油中蜡含量的增大或蜡平均碳数的提高,降凝剂的降凝效果变差;降凝剂的分子量通过影响其在原油中的溶解性来影响降凝效果;EVA极性基团含量过高(大于33%)或过低(小于18%)都不利于降凝,只有在中间范围内时(28%左右),才能起到较好的降凝效果;随着EVA浓度的提高,改性效果先不断提高,然后在高浓度下基本保持不变。

关键词：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物降凝剂结晶性能蜡晶形态降凝效果

水平定向钻回拖载荷预测模型及其特征参数敏感性分析

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中国石油大学学报（自然科学版） 2010年第6期34卷 114-119页

作者：蔡亮学何利民王鑫薛振兴中国石油大学储运与建筑工程学院山东青岛266555

减阻工艺对水平定向钻(HDD)穿越工程的成功实施至关重要,系统研究诸因素对回拖载荷的影响规律是制定减阻工艺的前提。提出一种回拖载荷计算的新模型,基于新模型,全面分析各特征参数的影响规律及其对回拖载荷计算的敏感性,并讨论各组成... 详细信息

减阻工艺对水平定向钻(HDD)穿越工程的成功实施至关重要,系统研究诸因素对回拖载荷的影响规律是制定减阻工艺的前提。提出一种回拖载荷计算的新模型,基于新模型,全面分析各特征参数的影响规律及其对回拖载荷计算的敏感性,并讨论各组成部分对回拖载荷的贡献权重。结果表明:当扩径比大于或等于1.5时,曲率半径、管道抗弯刚度对回拖载荷的影响明显减弱;泥浆重度、管土摩擦系数与扩径比是回拖载荷计算中敏感性最强的特征参数;管道自重及由此引起的管土摩擦力对回拖载荷的贡献权重最大;弯曲段阻力效应所导致的阻力波动幅度最大,是减阻工艺解决的关键问题之一;泥浆拖曳阻力比较稳定,对回拖载荷的贡献权重小于10%。

关键词：管道敷设水平定向钻回拖载荷预测敏感性分析贡献权重

基于弹塑性地基模型的湿陷性黄土地段悬空管道受力分析

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中国石油大学学报（自然科学版） 2010年第4期34卷 113-118页

作者：王同涛闫相祯杨秀娟中国石油大学储运与建筑工程学院山东青岛266555

根据湿陷性黄土地段塌陷区悬空管道的受力特点,建立考虑管道轴向载荷和地基塑性变形的悬空管道受力的弹塑性地基模型,推导悬空管道受力和变形计算公式,并利用V isual Basic计算机语言编制相应的计算程序对某湿陷区悬空管道进行模拟计算... 详细信息

根据湿陷性黄土地段塌陷区悬空管道的受力特点,建立考虑管道轴向载荷和地基塑性变形的悬空管道受力的弹塑性地基模型,推导悬空管道受力和变形计算公式,并利用V isual Basic计算机语言编制相应的计算程序对某湿陷区悬空管道进行模拟计算;将悬空管道的力学分析计算结果与实测值和W inkler地基模型计算结果进行对比,分析轴向载荷和地基刚度对计算结果的影响。结果表明:弹塑性地基模型比W inkler地基模型具有更高的计算精度,更符合工程应用;轴向载荷对悬空管道受力和变形影响显著,在悬空管道设计校核中不能忽略;地基刚度对弹塑性地基模型计算结果影响不显著。

关键词：悬空管道弹塑性地基模型 Winkler地基模型轴向载荷地基刚度湿陷性黄土分析