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基于同位网格的一种新的定压边界处理方法

中国石油大学学报（自然科学版） 2011年第6期35卷 112-117页

作者：王辉徐明海中国石油大学储运与建筑工程学院山东青岛266555

将SIMPLE-P算法中处理压力边界的思想推广到同位网格中,综合考虑压力和速度边界条件的数学特性,重新推导边界控制体的压力方程,借鉴IDEAL算法处理压力和速度耦合的思想,讨论定压边界流动传热问题的求解步骤。通过Kovasznay流、压力驱圆... 详细信息

将SIMPLE-P算法中处理压力边界的思想推广到同位网格中,综合考虑压力和速度边界条件的数学特性,重新推导边界控制体的压力方程,借鉴IDEAL算法处理压力和速度耦合的思想,讨论定压边界流动传热问题的求解步骤。通过Kovasznay流、压力驱圆管层流和浮力驱动流等几个典型算例对新方法和SIMPLE-P算法进行考核并将计算结果与文献中的数值解和实验值进行对比。结果表明:新方法是准确有效的,对于定压边界问题的求解较之SIM-PLE-P算法具有更好的收敛性能;对于大空间自然对流问题使用新方法在较小的计算区域就可获得高精度的结果,从而节省了大量的存储空间和运算时间。

关键词：定压边界同位网格压力方程 IDEAL 算法

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基于音波法的输气管道泄漏检测与定位

化工学报 2014年第11期65卷 4633-4642页

作者：刘翠伟李雪洁李玉星刘光晓钱昊铖曹鹏飞中国石油大学储运与建筑工程学院山东青岛266580

为研究输气管道音波法泄漏检测技术的基本原理和应用方法,从而为音波法泄漏检测技术在输气管道上的推广使用提供理论和实践基础,首先根据现场实验工况建立仿真模拟模型,对泄漏音波产生机理进行分析与验证;其次根据仿真模拟结果完成现场... 详细信息

为研究输气管道音波法泄漏检测技术的基本原理和应用方法,从而为音波法泄漏检测技术在输气管道上的推广使用提供理论和实践基础,首先根据现场实验工况建立仿真模拟模型,对泄漏音波产生机理进行分析与验证;其次根据仿真模拟结果完成现场实验,并对现场实验数据进行了时频联合分析,包括短时傅里叶变换、小波变换、Hilbert-Huang变换和广义S变换,提取可用于远距离传播的音波信号特征;然后应用可远距离传播的信号特征,对长距离输气管道的泄漏进行检测,取得了较好的效果;最后采用提取的音波特征量进行泄漏定位,定位精度高。研究结果表明,通过信号处理得到泄漏音波信号特征可以用于长距离输气管道泄漏检测。

关键词：天然气模拟音波法泄漏检测技术算法

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喷雾冲击条件下液膜流动与传热模型

化工学报 2018年第5期69卷 2014-2022页

作者：亓航张伟巩亮中国石油大学储运与建筑工程学院山东青岛266580

针对现有喷雾冷却计算模型的不足,以质量、动量、能量守恒方程为基础,建立喷雾冷却非沸腾区的液膜流动与传热方程,并采用数量级分析的方法对方程简化,最后运用数值方法对模型进行求解。给定液滴速度及液体温度,由模型计算液膜厚度、平... 详细信息

针对现有喷雾冷却计算模型的不足,以质量、动量、能量守恒方程为基础,建立喷雾冷却非沸腾区的液膜流动与传热方程,并采用数量级分析的方法对方程简化,最后运用数值方法对模型进行求解。给定液滴速度及液体温度,由模型计算液膜厚度、平均热通量与液体流出温度,与实验测试结果对照。结果显示,液膜厚度的计算结果与实验结果相差6%以内;平均热通量和液体离开待冷却表面的最终温度计算结果与实验结果相差10%以内,且超过60%的计算结果偏差小于5%。计算结果与实验结果的高度匹配证明该模型可较好地反映喷雾冷却过程的流动与换热。由模型可以获取不同位置处液膜厚度与温度,从而加深对喷雾冷却传热机理的理解。

关键词：喷雾冷却流动传热计算流体力学 CFD 模型简化

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严重段塞流压力波动特性试验

中国石油大学学报（自然科学版） 2008年第1期32卷 95-99,104页

作者：马华伟何利民罗小明中国石油大学储运与建筑工程学院山东东营257061

为了考察上升管中严重段塞流的变化规律,在强烈段塞流模拟试验装置上利用压力传感器对严重段塞流进行了测试。通过对单个液塞经过管道上某一测压点时的压力信号的理论分析,给出了压力波动曲线上的特征点与液塞相对于测压点位置之间的对... 详细信息

为了考察上升管中严重段塞流的变化规律,在强烈段塞流模拟试验装置上利用压力传感器对严重段塞流进行了测试。通过对单个液塞经过管道上某一测压点时的压力信号的理论分析,给出了压力波动曲线上的特征点与液塞相对于测压点位置之间的对应关系,并得到了利用单压力信号求得液塞运动速度、液塞长度和循环周期等特征参数的方法。研究结果表明,在进口气液相流量恒定的流动中,严重段塞流具有严格的周期性,它的液塞速度、液塞长度和循环周期等参数随时间变化而波动的幅度很小。

关键词：严重段塞流压力波动液塞速度液塞长度循环周期试验

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LNG储罐外墙温度应力分析及预应力筋设计

石油学报 2012年第3期33卷 499-505页

作者：程旭东朱兴吉中国石油大学储运与建筑工程学院山东青岛266580

大型LNG储罐的外墙一般由预应力混凝土建造,其应力分布及变形比较复杂。在介绍预应力混凝土外墙温度应力计算方法的基础上,采用理论分析的方法,推导出了圆筒形外墙温度应力的计算公式、外墙在温差荷载及其他普通荷载作用下预应力筋的计... 详细信息

大型LNG储罐的外墙一般由预应力混凝土建造,其应力分布及变形比较复杂。在介绍预应力混凝土外墙温度应力计算方法的基础上,采用理论分析的方法,推导出了圆筒形外墙温度应力的计算公式、外墙在温差荷载及其他普通荷载作用下预应力筋的计算公式以及最大环向应力所在位置计算公式,进而给出了预应力筋结构调整的方案。研究结果表明,内罐的超低温液体会使预应力混凝土外墙产生很大的温度应力,环向温度应力最大可达混凝土抗拉强度的一半,使外墙在受内压时更加危险,因此在环向预应力筋设计时须考虑温差荷载影响。而后采用ADINA有限元软件建立多个钢筋混凝土分离式模型进行数值模拟,不仅验证了所推导公式的正确性,而且证明了该结构优化方案使外墙的变形及应力分布更加合理。

关键词： LNG储罐温度应力预应力筋设计结构调整分离式模型

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水平管气液两相段塞流的波动特性

化工学报 2008年第11期59卷 2781-2786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

气液两相段塞流是液塞和长气泡在空间和时间上的交替,在流动过程中表现出间歇性和不稳定性。系统地研究了水平管中段塞流持液率、压力和压差的波动特性。结果表明,段塞流持液率的概率密度分布为双峰分布,高持液率峰对应于液塞区,低持液... 详细信息

气液两相段塞流是液塞和长气泡在空间和时间上的交替,在流动过程中表现出间歇性和不稳定性。系统地研究了水平管中段塞流持液率、压力和压差的波动特性。结果表明,段塞流持液率的概率密度分布为双峰分布,高持液率峰对应于液塞区,低持液率峰对应于液膜区;在压力的概率密度分布中,当压力测试点到管道出口之间的段塞单元数目少时,压力分布出现双峰分布;当压力测试点到管道出口之间的段塞单元数目多时,压力分布出现单峰分布;压差信号分布呈单峰分布。这些特征为流型识别提供了可靠的段塞流标识。

关键词：多相流段塞流持液率压力压差

CeO_2/TiO_2催化剂上NH_3选择性催化还原NO反应动力学研究

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工程热物理学报 2015年第2期36卷 437-440页

作者：闫艳黄善波姜烨宋文霞王新伟张秀霞中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院青岛266580

采用溶胶-凝胶法制备了CeO_2/TiO_2催化剂,对CeO_2/TiO_2催化剂上NH_3选择性催化还原NO反应进行了动力学研究。实验结果表明:NO转化速率与NO成一级反应,与NH_3成零级反应,与O_2成0.5级反应,反应主要遵循Eley-Rideal机理进行;该反应的活... 详细信息

采用溶胶-凝胶法制备了CeO_2/TiO_2催化剂,对CeO_2/TiO_2催化剂上NH_3选择性催化还原NO反应进行了动力学研究。实验结果表明:NO转化速率与NO成一级反应,与NH_3成零级反应,与O_2成0.5级反应,反应主要遵循Eley-Rideal机理进行;该反应的活化能为51.2 kJ/mol。

关键词： NO 选择性催化还原 NH3 CeO2/TiO2催化剂动力学

微观泄漏机理在非API套管接头密封性能评估中的应用

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石油学报 2014年第5期35卷 963-971页

作者：许志倩闫相祯杨秀娟殷晓康王明达郑晓云中国石油大学机电工程学院山东青岛266580 中国石油大学油气CAE技术研究中心山东青岛266580 中国石油大学储运与建筑工程院山东青岛266580

将微观泄漏机理引入非API套管接头密封性能研究,旨在建立表面粗糙度和密封结构加工参数与微观气体泄漏率之间的函数映射关系。通过Monte Carlo随机正态分布抽样公式结合密封表面粗糙度加工参数,模拟得到服从正态分布和预设表面粗糙度值... 详细信息

将微观泄漏机理引入非API套管接头密封性能研究,旨在建立表面粗糙度和密封结构加工参数与微观气体泄漏率之间的函数映射关系。通过Monte Carlo随机正态分布抽样公式结合密封表面粗糙度加工参数,模拟得到服从正态分布和预设表面粗糙度值的粗糙表面轮廓曲线,依据不同样本容量和表面粗糙度下平均峰角、平均峰高和三角峰数目/样本容量等轮廓曲线形貌特征统计数据,分析得到模拟曲线几何共性特征。结合弹塑性力学接触理论和计算得到的粗糙表面几何形貌参数,建立具有几何共性特征的高硬度管体层锥体压入低硬度软金属镀层平面简化泄漏模型,将气体泄漏看作不可压缩稳定层流,推导出含有密封面微观几何形貌特征(平均峰角和平均峰高)的气泄漏率计算公式。将与套管接头主密封结构重要加工参数相关的总密封预紧压力代入微观气体泄漏率计算公式,得到适用于非API套管接头密封性能定量评估计算方法。泄漏率实例计算结果表明,不同表面粗糙度对应气体泄漏率相差一个数量级,且加工精度等级越高相差越明显。非API套管接头密封设计和性能评估必须考虑金属机加工表面粗糙度。

关键词：套管接头密封性能泄漏率表面粗糙度非API 密封结构加工精度

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电场作用下油中水滴的破裂特征

工程热物理学报 2015年第10期36卷 2193-2197页

作者：罗小明王静何利民闫海鹏中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院青岛266580

为探讨正弦交流电场作用下油中水滴的破裂行为,采用显微高速摄像技术对水滴的破裂形式以及水滴破裂前的振荡变形过程进行可视化研究,分析水滴破裂前的瞬态响应过程及其特征参数的变化规律。研究发现,水滴在正弦交流电场中的破裂形式主... 详细信息

为探讨正弦交流电场作用下油中水滴的破裂行为,采用显微高速摄像技术对水滴的破裂形式以及水滴破裂前的振荡变形过程进行可视化研究,分析水滴破裂前的瞬态响应过程及其特征参数的变化规律。研究发现,水滴在正弦交流电场中的破裂形式主要有锥角破裂和液丝破裂两种形式。在水滴锥角破裂过程中,发现水滴破裂前的伸缩振荡过程可分为3个阶段:第1阶段,水滴的变形度随电场施加时间的增加急剧增加;第2阶段,水滴的变形度随电场施加时间的增加缓慢增加;第3阶段,水滴的变形度随电场施加时间的增加快速增加。整个瞬态响应过程中,水滴振荡周期始终为电场周期的1/2。

关键词：正弦交流电场水滴破裂伸缩振荡瞬态响应