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催化效应对气动热环境影响的流动-传热耦合数值分析
被引量：
5
1
作者
王国林
周印佳
+1 位作者
金华
孟松鹤
《实验流体力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第3期13-19,共7页
鉴于高超声速飞行中高温气体效应带来的壁面催化反应可显著增加气动热载荷,在气动热环境与结构热响应的分析与预报中需充分考虑催化反应带来的影响。将简化原子复合催化模型和有限速率催化反应模型嵌入超高速流动-传热耦合分析模型中,...
鉴于高超声速飞行中高温气体效应带来的壁面催化反应可显著增加气动热载荷,在气动热环境与结构热响应的分析与预报中需充分考虑催化反应带来的影响。将简化原子复合催化模型和有限速率催化反应模型嵌入超高速流动-传热耦合分析模型中,建立超高速流动/催化反应/传热多场耦合分析模型。其中,通过高频等离子风洞的催化特性测试获得ZrB2-SiC超高温陶瓷材料表面催化系数与温度的函数关系,对比分析耦合计算和非耦合计算、简化原子复合催化模型和有限速率催化反应模型对气动热环境的影响和适应性,结果表明材料表面催化特性对壁面总热流有重大影响。对于具有较高热导率材料的热响应,耦合传热分析能够有效避免非耦合计算带来的过度高估的结果,而有限速率催化反应模型可有效提高计算精度。在此基础之上,通过耦合传热分析,揭示了催化反应与壁面传热的内在关系,证明了在传热分析中考虑表面催化效应可提升结构热响应精度和防热系统精细化设计的能力。
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关键词
高超声速
流动-传热耦合
催化效应
地面风洞实验
数值模拟
气动热环境
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职称材料
细菌堆浸中流动-反应-传热耦合过程数值模拟分析
被引量：
1
2
作者
吴爱祥
刘金枝
+1 位作者
尹升华
王洪江
《应用数学和力学》
EI
CSCD
北大核心
2010年第12期1393-1400,共8页
针对辉铜矿微生物浸出过程进行数学建模,利用Comsol Multiphysics软件对浸堆中热量传递、氧气流动、目的金属离子分布以及氧化转化率等进行数值模拟分析.结果表明:沿堆体斜坡边界处氧的浓度较大,而在堆的中央部分,氧气的浓度非常小,导...
针对辉铜矿微生物浸出过程进行数学建模,利用Comsol Multiphysics软件对浸堆中热量传递、氧气流动、目的金属离子分布以及氧化转化率等进行数值模拟分析.结果表明:沿堆体斜坡边界处氧的浓度较大,而在堆的中央部分,氧气的浓度非常小,导致这部分区域浸出反应缓慢;沿浸堆边坡处的温度偏低,温度最高的部分在底部区域附近靠近边坡位置处,且温度升高值超过6℃;矿堆底部靠近边坡区域目的金属离子浓度最高;靠近底部和斜坡部分,浸出反应速率快、氧化转化率高.矿堆的其余部分,因氧浓度低,导致浸出反应速率缓慢、氧化转化率低.
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关键词
堆浸
流动
-
反应
-
传热
耦合
模型
细菌浸出
数值模拟
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职称材料
海洋天然气水合物降压开采地层井壁力学稳定性分析
被引量：
20
3
作者
袁益龙
许天福
+2 位作者
辛欣
夏盈莉
李冰
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第2期544-555,共12页
降压开采天然气水合物使其分解会导致储层孔隙度、渗透率、孔隙压力和岩层骨架有效应力发生改变,同时降低沉积物的胶结程度,使地层的抗剪强度和承载能力降低,从而引起井壁失稳、海底滑坡、海底面沉降等工程问题.为此,在地下多相非等温...
降压开采天然气水合物使其分解会导致储层孔隙度、渗透率、孔隙压力和岩层骨架有效应力发生改变,同时降低沉积物的胶结程度,使地层的抗剪强度和承载能力降低,从而引起井壁失稳、海底滑坡、海底面沉降等工程问题.为此,在地下多相非等温数值模拟软件TOUGH+Hydrate框架内,基于扩展的三维Biot固结理论,考虑水合物分解相变、传热(T)、流动(H)、岩土体变形(M)等过程及其相互耦合作用,建立了新的水合物开采传热-流动-力学(THM)耦合数学模型,并开发有限元程序对其进行数值求解.以中国南海神狐海域GMGS1航次SH2站位水合物储层条件为研究对象,构建了垂直井降压开采THM耦合地层井壁稳定性分析模型,预测了水合物开采过程中储层温-压-力场和水合物分解区的演化规律,揭示了地层优势出砂区域和海底面沉降趋势.结果表明:储层降压导致地层有效应力增大,进而引起井周地层发生沉降,且地层的沉降主要发生在降压开采前期,最大沉降位置位于井壁周围,向储层内部延伸地层沉降量快速减小;水合物分解导致井周地层力学强度降低,加剧了储层的沉降;井筒降压造成射孔段井壁应力集中最为明显,从而造成井壁破坏的潜在风险,这些区域正是水合物开采出砂防治的关键区域.
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关键词
天然气水合物
降压开采
传热
-
流动
-
力学
耦合
地层沉降
井壁稳定
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职称材料
题名
催化效应对气动热环境影响的流动-传热耦合数值分析
被引量：
5
1
作者
王国林
周印佳
金华
孟松鹤
机构
哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室
中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所
中国空间技术研究院载人航天总体部
出处
《实验流体力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第3期13-19,共7页
基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(11502058)
黑龙江省博士后启动基金项目(LBH-Q1605)
中央高校基本科研业务专项资金资助项目(HIT.NSRIF.201823)
文摘
鉴于高超声速飞行中高温气体效应带来的壁面催化反应可显著增加气动热载荷,在气动热环境与结构热响应的分析与预报中需充分考虑催化反应带来的影响。将简化原子复合催化模型和有限速率催化反应模型嵌入超高速流动-传热耦合分析模型中,建立超高速流动/催化反应/传热多场耦合分析模型。其中,通过高频等离子风洞的催化特性测试获得ZrB2-SiC超高温陶瓷材料表面催化系数与温度的函数关系,对比分析耦合计算和非耦合计算、简化原子复合催化模型和有限速率催化反应模型对气动热环境的影响和适应性,结果表明材料表面催化特性对壁面总热流有重大影响。对于具有较高热导率材料的热响应,耦合传热分析能够有效避免非耦合计算带来的过度高估的结果,而有限速率催化反应模型可有效提高计算精度。在此基础之上,通过耦合传热分析,揭示了催化反应与壁面传热的内在关系,证明了在传热分析中考虑表面催化效应可提升结构热响应精度和防热系统精细化设计的能力。
关键词
高超声速
流动-传热耦合
催化效应
地面风洞实验
数值模拟
气动热环境
Keywords
hypersonic
flow
-
heat transfer
catalytic effect
ground wind tunnel experiment
numerical simulation
aerothermal environment
分类号
V211.73 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
细菌堆浸中流动-反应-传热耦合过程数值模拟分析
被引量：
1
2
作者
吴爱祥
刘金枝
尹升华
王洪江
机构
北京科技大学土木与环境工程学院
上海海洋大学信息学院
出处
《应用数学和力学》
EI
CSCD
北大核心
2010年第12期1393-1400,共8页
基金
国家自然科学基金(重点)资助项目(50934002)
国家自然科学基金资助项目(50774011)
+1 种基金
中国博士后科学基金资助项目(20090450014)
博士点基金资助项目(20070008038)
文摘
针对辉铜矿微生物浸出过程进行数学建模,利用Comsol Multiphysics软件对浸堆中热量传递、氧气流动、目的金属离子分布以及氧化转化率等进行数值模拟分析.结果表明:沿堆体斜坡边界处氧的浓度较大,而在堆的中央部分,氧气的浓度非常小,导致这部分区域浸出反应缓慢;沿浸堆边坡处的温度偏低,温度最高的部分在底部区域附近靠近边坡位置处,且温度升高值超过6℃;矿堆底部靠近边坡区域目的金属离子浓度最高;靠近底部和斜坡部分,浸出反应速率快、氧化转化率高.矿堆的其余部分,因氧浓度低,导致浸出反应速率缓慢、氧化转化率低.
关键词
堆浸
流动
-
反应
-
传热
耦合
模型
细菌浸出
数值模拟
Keywords
heap leaching
model of coupled flow
-
reaction with heat transfer
bioleaching
numerical simulation
分类号
TD953 [矿业工程—选矿]
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职称材料
题名
海洋天然气水合物降压开采地层井壁力学稳定性分析
被引量：
20
3
作者
袁益龙
许天福
辛欣
夏盈莉
李冰
机构
吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室
吉林大学新能源与环境学院
吉林大学建设工程学院
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第2期544-555,共12页
基金
国家重点研发计划(2017YFC0307304)
吉林大学博士研究生交叉学科科研资助计划(10183201841)资助。
文摘
降压开采天然气水合物使其分解会导致储层孔隙度、渗透率、孔隙压力和岩层骨架有效应力发生改变,同时降低沉积物的胶结程度,使地层的抗剪强度和承载能力降低,从而引起井壁失稳、海底滑坡、海底面沉降等工程问题.为此,在地下多相非等温数值模拟软件TOUGH+Hydrate框架内,基于扩展的三维Biot固结理论,考虑水合物分解相变、传热(T)、流动(H)、岩土体变形(M)等过程及其相互耦合作用,建立了新的水合物开采传热-流动-力学(THM)耦合数学模型,并开发有限元程序对其进行数值求解.以中国南海神狐海域GMGS1航次SH2站位水合物储层条件为研究对象,构建了垂直井降压开采THM耦合地层井壁稳定性分析模型,预测了水合物开采过程中储层温-压-力场和水合物分解区的演化规律,揭示了地层优势出砂区域和海底面沉降趋势.结果表明:储层降压导致地层有效应力增大,进而引起井周地层发生沉降,且地层的沉降主要发生在降压开采前期,最大沉降位置位于井壁周围,向储层内部延伸地层沉降量快速减小;水合物分解导致井周地层力学强度降低,加剧了储层的沉降;井筒降压造成射孔段井壁应力集中最为明显,从而造成井壁破坏的潜在风险,这些区域正是水合物开采出砂防治的关键区域.
关键词
天然气水合物
降压开采
传热
-
流动
-
力学
耦合
地层沉降
井壁稳定
Keywords
natural gas hydrate
depressurization
coupled thermo
-
hydro
-
mechanical processes
seafloor subsidence
wellbore stability
分类号
TB12 [理学—工程力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
催化效应对气动热环境影响的流动-传热耦合数值分析
王国林
周印佳
金华
孟松鹤
《实验流体力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
细菌堆浸中流动-反应-传热耦合过程数值模拟分析
吴爱祥
刘金枝
尹升华
王洪江
《应用数学和力学》
EI
CSCD
北大核心
2010
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
海洋天然气水合物降压开采地层井壁力学稳定性分析
袁益龙
许天福
辛欣
夏盈莉
李冰
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020
20
在线阅读
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职称材料
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