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沉头孔螺旋铣削加工有限元仿真分析

航空学报 2024年第1期45卷 275-286页

作者：盛方怡杨国林孟凡通董志刚康仁科高性能精密制造全国重点实验室大连116024

航空航天构件装配过程中需要加工大量沉头孔,难加工材料的大量使用给装配制孔技术带来了新挑战。螺旋铣孔是一种装配制孔新方法,配合特殊刀具可实现沉头孔加工,并且能够利用螺旋铣孔切削原理上的特点来提高沉头孔加工质量。首先,进行了... 详细信息

航空航天构件装配过程中需要加工大量沉头孔,难加工材料的大量使用给装配制孔技术带来了新挑战。螺旋铣孔是一种装配制孔新方法,配合特殊刀具可实现沉头孔加工,并且能够利用螺旋铣孔切削原理上的特点来提高沉头孔加工质量。首先,进行了沉头孔螺旋铣削加工的运动学分析,然后利用有限元仿真了钛合金材料沉头孔螺旋铣削过程。接下来,通过沉头孔螺旋铣削试验中的切削力和切屑形态对有限元仿真的准确性进行了验证。最后,使用建立的仿真模型分析了锪窝深度和工艺参数对钛合金沉头孔螺旋铣削过程中刀具所受切削力的影响规律。

关键词：螺旋铣孔锪窝沉头孔切削力有限元仿真

煤层气水平井扇形洞穴完井应力—渗透率演化机理

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天然气工业 2024年第3期44卷 184-198页

作者：陈健翔杨睿月秦小舟黄中伟井美洋李嘉文李国富油气资源与工程全国重点实验室·中国石油大学(北京) 煤与煤层气共采国家重点实验室

我国煤层渗透率低且地质条件复杂,采用常规油气储层改造的开发方式难度大、技术适应性差。近年来,基于应力释放的煤层气改造新方法“煤层气水平井水力喷射造穴”很好地解决了这一技术瓶颈问题,但是造穴卸压—增渗的作用机制及其主控地... 详细信息

我国煤层渗透率低且地质条件复杂,采用常规油气储层改造的开发方式难度大、技术适应性差。近年来,基于应力释放的煤层气改造新方法“煤层气水平井水力喷射造穴”很好地解决了这一技术瓶颈问题,但是造穴卸压—增渗的作用机制及其主控地质因素尚不明晰。为此,考虑了煤岩层理和天然裂隙的影响,采用有限元—离散元耦合方法(Finite-Discrete Element Method,FDEM)建立了煤层气水平井扇形洞穴完井数值模型,探究了造穴后岩体的应力演化历程和储层的卸压—增渗机制,并对比分析了不同储层参数(孔隙压缩系数、储层强度、弱面强度和地应力场)对应力释放的影响规律。研究结果表明:(1)围岩演化过程为造穴后岩体收缩,储层发生应力重构,围岩强度逐渐降低,岩体内部发生新生裂隙萌生和原生裂隙扩展,形成开挖损伤区和应力释放区;(2)参数敏感性分析表明孔隙压缩系数是决定造穴完井储层适应性的关键,弱面强度、储层强度和地应力场分布决定了围岩的应力演化模式和裂缝扩展形态;(3)造穴卸压后储层增渗机制为穴周裂缝提升导流能力,储层应力释放提升基质渗透率。结论认为,模型首次综合考虑了地层特点、造穴过程和煤岩裂隙的影响,研究结果揭示了煤层造穴后的应力演化过程及其卸压、增渗作用机制,深化了对煤层气水平井洞穴完井增产机理的认识,对我国煤层储层改造具有重要的工程参考价值。

关键词：煤层气低渗透率有限元—离散元耦合方法水平井造穴扇形洞穴天然裂隙应力释放

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应用拉曼光谱技术无损快速检测四季豆新鲜度

食品科学 2024年第12期45卷 276-284页

作者：吴明慧孙梦蔡妮霏姚卫蓉于志龙谢云飞江南大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室江苏无锡214122

本研究提出一种基于拉曼光谱技术无损快速检测四季豆新鲜度的方法。通过采集在不同贮藏时间四季豆样本的拉曼光谱,同时检测可以指示其新鲜度变化的理化指标,包括质量损失率、总色差?E、硬度、抗坏血酸含量以及叶绿素含量,用化学计量学... 详细信息

本研究提出一种基于拉曼光谱技术无损快速检测四季豆新鲜度的方法。通过采集在不同贮藏时间四季豆样本的拉曼光谱,同时检测可以指示其新鲜度变化的理化指标,包括质量损失率、总色差?E、硬度、抗坏血酸含量以及叶绿素含量,用化学计量学方法将四季豆光谱数据与理化指标值进行关联,实现对四季豆的无损快速检测。分别比较基线校正、高斯滤波、归一化、标准正态量变换等方法对拉曼光谱进行预处理的效果,建立四季豆新鲜度指标全波数和优选波数的偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)和主成分回归(principal component regression,PCR)模型。采用回归系数法优选拉曼光谱的特征波数,简化后各指标PLSR模型的校正集相关系数(r_(c))均大于0.92,预测集相关系数(r_(p))均大于0.89,剩余预测偏差均大于2.0;PCR模型的r_(c)均大于0.79,r_(p)均大于0.73。因此,本研究结果表明,应用拉曼光谱技术可实现四季豆新鲜度的无损快速检测。

关键词：拉曼光谱无损检测快速检测四季豆新鲜度

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长江中游通江湖泊对干流顶托作用变化规律

水科学进展 2024年第1期35卷 98-111页

作者：杨春瑞邓金运陈立郑柠辉赵晋武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室湖北武汉430072

长江中游通江湖泊(洞庭湖和鄱阳湖)对干流的顶托作用直接关系到区域防洪安全。通过构造支流顶托强度指标并结合Copula函数,分析三峡水库蓄水前后两湖出流对长江干流顶托强度的变化和异同,讨论干支流流量分布和地形变化对两湖顶托强度变... 详细信息

长江中游通江湖泊(洞庭湖和鄱阳湖)对干流的顶托作用直接关系到区域防洪安全。通过构造支流顶托强度指标并结合Copula函数,分析三峡水库蓄水前后两湖出流对长江干流顶托强度的变化和异同,讨论干支流流量分布和地形变化对两湖顶托强度变化的贡献。研究结果表明:①三峡水库蓄水后,对干流顶托强度变化方面,汛期洞庭湖变化不大、鄱阳湖明显减弱;枯水期洞庭湖略有增强、鄱阳湖变化不大。②干支流流量分布导致的汇流比变化和江湖交汇区地形调整综合影响导致了两湖蓄水后顶托强度变化的差异;三峡水库蓄水后,干支流流量分布变化使洞庭湖、鄱阳湖对干流平均顶托强度分别减弱5.11%和13.45%;干流河床冲刷加剧导致的交汇区干支流河床高程差增大使洞庭湖、鄱阳湖对干流平均顶托强度分别增强6%和0.9%。

关键词：顶托作用汇流比 Copula函数长江中游洞庭湖鄱阳湖

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梯级水库下游最不利洪水地区组成法

水科学进展 2024年第3期35卷 430-439页

作者：钟斯睿郭生练何彦锋谢雨祚王俊武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室湖北武汉430072

梯级水库运行调度显著改变了下游洪水的时程分配,而现有洪水地区组成法没有考虑对工程设计和防洪调度最不利或最恶劣的情景。本文基于灾害风险理论,根据未控区间洪量及地区组成概率,提出一种最不利洪水地区组成法。雅砻江梯级水库实例... 详细信息

梯级水库运行调度显著改变了下游洪水的时程分配,而现有洪水地区组成法没有考虑对工程设计和防洪调度最不利或最恶劣的情景。本文基于灾害风险理论,根据未控区间洪量及地区组成概率,提出一种最不利洪水地区组成法。雅砻江梯级水库实例分析表明:最不利地区组成法分配给下游未控区间流域的洪量总是大于同频率组成法和最可能组成法;最不利组成法推求的雅砻江出口断面1 000年一遇设计洪峰、3 d和7 d洪量分别为16 700 m^(3)/s、41.6亿和85.1亿m^(3),均大于其他洪水地区组成法估计值。理论推导和统计试验表明最不利地区组成法可合理分配洪量并兼顾下游防洪风险,具有深入研究和应用的价值。

关键词：设计洪水梯级水库洪水地区组成洪量分配雅砻江

考虑历史洪水资料的三峡水库运行期非一致性设计洪水估算

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水利学报 2024年第6期55卷 643-653页

作者：谢雨祚郭生练熊立华王俊钟斯睿杨媛婷武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室湖北武汉430072

水利水电工程规划设计采用单站的天然年最大洪水系列资料和P-Ⅲ型适线法推求设计洪水,确定水库特征水位。然而上游水库的建成运行,破坏了下游洪水资料系列的一致性假定。本文通过构建非一致性洪水频率分析时变矩模型,计算了长江上游重... 详细信息

水利水电工程规划设计采用单站的天然年最大洪水系列资料和P-Ⅲ型适线法推求设计洪水,确定水库特征水位。然而上游水库的建成运行,破坏了下游洪水资料系列的一致性假定。本文通过构建非一致性洪水频率分析时变矩模型,计算了长江上游重点水库群的水库系数;并根据连续型随机变量分布函数单调递增的特性,提出了基于Q-Q图的时变P-Ⅲ型适线法;推求出考虑历史洪水资料的三峡水库运行期非一致性设计洪水,并与极大似然法的估算成果进行比较。结果表明:①水库系数作为时变P-Ⅲ型分布的协变量,可以反映洪水系列的非一致性变化规律;②时变P-Ⅲ型适线法侧重考虑历史洪水点据的拟合,拟合效果优于极大似然法;③相较原设计成果,三峡水库运行期1000年一遇设计洪峰Q m、洪量W 3d和W 7d削减18%左右,洪量W 15d和W 30d削减14%左右,长江上游水库群的调蓄作用直接影响三峡水库运行期的防洪库容和特征水位。

关键词：设计洪水非一致性不连序系列时变矩法水库系数 P-Ⅲ型适线法极大似然法三峡水库

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水位变化条件下植被对下荆江河段岸坡稳定性影响分析

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水利学报 2024年第1期55卷 60-70页

作者：邱嘉琦余明辉李倩武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室湖北武汉430072

针对下荆江河段典型的上黏下砂二元岸坡,选用香根草-高羊茅组合植物护坡型式,综合考虑植物根系锚固作用及植被蒸腾作用,利用GeoStudio软件模拟岸坡强度指标和热力学指标,运用单因子分析方法研究河道水位下降幅度M、水位下降速率R、初始... 详细信息

针对下荆江河段典型的上黏下砂二元岸坡,选用香根草-高羊茅组合植物护坡型式,综合考虑植物根系锚固作用及植被蒸腾作用,利用GeoStudio软件模拟岸坡强度指标和热力学指标,运用单因子分析方法研究河道水位下降幅度M、水位下降速率R、初始水位I因素对岸坡稳定性的影响,并运用灰色关联分析方法对比三种因素对岸坡稳定性的影响程度。结果表明:在水位下降过程中,岸坡稳定安全系数先快速下降,后趋于稳定;岸坡稳定性受水位快速下降的影响最大,当下降速率小于1 m/d时,素土岸坡能保持在基本稳定状态;当下降速率大于3 m/d时,岸坡失稳破坏。植被有助于提升岸坡的稳定性,有植被岸坡与素土岸坡相比,其稳定安全系数最大可提升4.33%;岸坡稳定安全系数与M、R、I三种影响因素的关联度在有植被条件下依次有所下降,最大降低3.73%。本文研究结果明确了水位变化条件下植被对下荆江岸坡的稳固效果,可为生态护岸工程的设计提供基础支撑。

关键词：生态护岸下荆江河段河岸稳定性水位下降

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基于能量守恒原理的海缆结构力学特性理论分析研究

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太阳能学报 2024年第6期45卷 661-672页

作者：苏凯赵鑫蕊朱洪泽程永光武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室武汉430072

基于能量守恒原理建立海缆在轴对称荷载作用下的3种力学分析理论模型,3种模型均可计入层间初始间隙,不同于螺旋层的变形考虑,模型1只考虑轴向变形,模型2在此基础上将径向变形考虑在内,模型3进一步计入局部弯曲和扭转;接着,通过具体实例... 详细信息

基于能量守恒原理建立海缆在轴对称荷载作用下的3种力学分析理论模型,3种模型均可计入层间初始间隙,不同于螺旋层的变形考虑,模型1只考虑轴向变形,模型2在此基础上将径向变形考虑在内,模型3进一步计入局部弯曲和扭转;接着,通过具体实例验证理论模型的可靠性;最后,分析海缆的结构力学特性。研究结果表明:螺旋层的径向变形、局部弯曲和扭转对海缆轴对称力学响应影响较小,建议采用模型1进行分析;轴对称荷载作用下,螺旋层是主要的承载构件,且荷载的作用会导致层间发生分离,分离位置与荷载类型及方向有关;层间初始间隙越大,海缆刚度越小;铠装螺旋角度的增加会降低海缆抗拉刚度,增大顺/逆抗扭刚度;海缆的顺/逆扭转截面性能有所不同,其顺抗扭刚度较逆抗扭刚度大;外水压会增大海缆逆抗扭刚度,对抗拉刚度及顺抗扭刚度无影响。

关键词：海上风电海缆能量守恒力学特性轴对称荷载截面性能

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致密凝析气井多相流不稳定产量预测方法

石油勘探与开发 2024年第1期51卷 154-160页

作者：白文鹏程时清汪洋蔡玎宁郭新洋郭巧中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室北京102249

考虑凝析气藏相态变化、储集层中油气两相线性渗流和边界控制流,提出了致密凝析气井全路径油相饱和度与压力关系的预测方法,建立了致密凝析气井多相流不稳定产量预测模型。研究表明:凝析油饱和度和压力关系曲线是计算拟压力的关键,在生... 详细信息

考虑凝析气藏相态变化、储集层中油气两相线性渗流和边界控制流,提出了致密凝析气井全路径油相饱和度与压力关系的预测方法,建立了致密凝析气井多相流不稳定产量预测模型。研究表明:凝析油饱和度和压力关系曲线是计算拟压力的关键,在生产初期或离井底较远地层压力较高区域,可利用实际生产井前期的生产动态数据,采用物质平衡模型进行计算;生产后期或离井底较近地层压力较低区域,可采用等组分膨胀实验数据进行计算;生产中期或地层压力位于中间水平时,则可根据前两段计算所得数据插值求得,形成完整的全路径油相饱和度和压力关系曲线。经模拟对比与矿场实例的验证,新方法具有较好的可靠性和实用性,可用于致密凝析气井生产中、晚期产量预测和单井可采储量的评估。

关键词：致密储集层凝析气多相流相态变化不稳定渗流拟压力产量预测