热-水力-力学-传质耦合过程模型及工程土障数值模拟 被引量：12

1

作者 武文华 李锡夔 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期188-192,共5页

提出了一个非饱和多孔介质中的热 -水力 -力学 -传质耦合过程模型。利用文献 [1]中提出的热 -水力 -力学本构模型 ,对工程土障系统进行数值模拟。数值模拟结果显示了环境条件对废物场中的热量产生和传输过程对工程土障中水力 -力学行为... 提出了一个非饱和多孔介质中的热 -水力 -力学 -传质耦合过程模型。利用文献 [1]中提出的热 -水力 -力学本构模型 ,对工程土障系统进行数值模拟。数值模拟结果显示了环境条件对废物场中的热量产生和传输过程对工程土障中水力 -力学行为的影响以及可能在工程土障中产生塑性应变 ,导致土障破坏。污染物浓度分布的数值结果显示了温度与降水过程对污染物随地下水向土障周边自然环境渗透的倾向。 展开更多

关键词 热-水力-力学-传质模型 污染物 输运 非饱和土 有限元

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热风-极片耦合的湿涂层热-质传递数理模型

2

作者 王佳骏 曾月 +2 位作者 麻宏强 谢越 王圣寻 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第5期77-87,共11页

为解决对流干燥过程中极片湿涂层热-质传递过程数值计算复杂的问题,综合考虑热风和基材铝板对湿涂层热-质传递特性的共同影响,基于多孔介质多场耦合理论,采用无网格并行方法建立三维热风-极片湿涂层热-质传递数理模型,提出湿涂层热-质... 为解决对流干燥过程中极片湿涂层热-质传递过程数值计算复杂的问题,综合考虑热风和基材铝板对湿涂层热-质传递特性的共同影响,基于多孔介质多场耦合理论,采用无网格并行方法建立三维热风-极片湿涂层热-质传递数理模型,提出湿涂层热-质传递过程的差分计算方法。由于数理模型对计算精度要求较高,模拟计算时间长,为提高计算效率,基于相似理论提出缩尺模拟方法,并通过对比不同缩尺比例湿涂层的温、湿度变化规律验证其可靠性。结果表明:不同缩尺比例下湿涂层湿度判定系数R^(2)均大于0.99;原尺模型的模拟时间为5 h,缩尺倍数为800的缩尺模型的模拟计算时间为2.77 h,相比原尺模型减少了44.6%,有效提高了数值计算效率。最后,基于缩尺模拟方法对数理模型进行可靠性验证,结果表明,热风-极片湿涂层热-质传递数理模型温、湿度模拟结果与实验数据的误差均在±15%以内,仅个别数据点偏大,说明该模型具有可靠性。 展开更多

关键词 传热传质 湿涂层热-质传递数理模型 多孔介质多场耦合理论 差分计算方法 缩尺模拟方法

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非饱和土的热-水力-力学本构模型及数值模拟 被引量：28

3

作者 武文华 李锡夔 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期411-416,共6页

在CAP模型的基础上提出了一个非饱和土的热 -水力 -力学本构模型 ,着重考虑了温度对于非饱和土的水力 -力学性质的影响。基于实验结果和前人的工作 ,在模型中重现了热软化现象 ,计及了温度升高导致土壤前固结压力的降低和非饱和土吸力... 在CAP模型的基础上提出了一个非饱和土的热 -水力 -力学本构模型 ,着重考虑了温度对于非饱和土的水力 -力学性质的影响。基于实验结果和前人的工作 ,在模型中重现了热软化现象 ,计及了温度升高导致土壤前固结压力的降低和非饱和土吸力增加屈服线 (SI)中临界吸力值的降低。应用该模型进行了数值模拟计算 ,通过模拟结果和实验结果的比较 ,验证了模型的适用性和可靠性。 展开更多

关键词 非饱和土 热-水力-力学行为 本构模型 CAP模型 数值模拟

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酚醛树脂基复合材料传热-热解模型构建与试验研究 被引量：2

4

作者 李冬 柳云钊 +2 位作者 陈鑫 杨云华 刘宏宇 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期49-59,共11页

针对现有酚醛树脂基复合材料传热-热解模型忽略产物气体渗流可压缩效应的问题,建立了考虑热解气体可压缩流动的酚醛树脂基复合材料传热-热解模型。通过可压缩压力耦合方程组半隐式方法,求解完整的Navier-Stocks方程,以实现对热解气体可... 针对现有酚醛树脂基复合材料传热-热解模型忽略产物气体渗流可压缩效应的问题,建立了考虑热解气体可压缩流动的酚醛树脂基复合材料传热-热解模型。通过可压缩压力耦合方程组半隐式方法,求解完整的Navier-Stocks方程,以实现对热解气体可压缩流动的模拟,而非现有模型普遍采用的不可压缩Darcy方程;改进了热解度的计算方式,提高了孔隙动态演化时热解区域材料物性插值的准确性。以一种酚醛树脂基复合材料——酚醛气凝胶复合材料为例,通过热质量试验数据,推导了热解动力学模型。测量了完全热解前后材料的关键计算输入参数。通过10 kPa低气压热试验测得了1000℃加热下材料的背温。结果表明:酚醛气凝胶复合材料存在200~550℃、550~800℃、800~1200℃共3个主要热解区间;完全热解前、后,材料孔隙率分别为0.568、0.484,渗透率分别为10^(-13)、10^(-12) m^(-2)。计算模型与试验结果吻合较好,最大相对误差为9.2%;热解气体向舱内渗流形成富集区域的现象对材料隔热有负面影响,但低导热系数和产物气体热阻塞作用仍使材料具备优异的防隔热性能。 展开更多

关键词 酚醛树脂基复合材料 热解动力学模型 传热-热解模型 低气压热试验

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填埋气体迁移气-热-力耦合动力学模型的研究 被引量：16

5

作者 薛强 梁冰 +1 位作者 孙可明 刘晓丽 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期54-59,共6页

基于连续介质力学 势弹性力学原理 ,运用多场耦合理论建立了填埋场中可压缩垃圾气体迁移耦合的动力学模型 ,并采用摄动法及积分变换法对该强非线性数学模型进行拟解析求解。通过算例对比分析 ,探讨了耦僵动力场中气压、温度和应力变化... 基于连续介质力学 势弹性力学原理 ,运用多场耦合理论建立了填埋场中可压缩垃圾气体迁移耦合的动力学模型 ,并采用摄动法及积分变换法对该强非线性数学模型进行拟解析求解。通过算例对比分析 ,探讨了耦僵动力场中气压、温度和应力变化对可压缩气体迁移的影响 ,得出了垃圾气体迁移过程中的孔隙压力分布规律。结果表明 ,三场耦合作用与非耦合作用相对差别较大 ,耦合效应不能忽略。这为定量化研究垃圾气体在填埋场中的扩散状况以及污染气体的排放和收集、防止二次污染提供了可靠的理论依据。 展开更多

关键词 垃圾气体 垃圾填埋场 气体迁移 气-热-力耦合动力学模型 固体废物处理 二次污染 摄动法 积分变换法

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热-水-力耦合作用下岩石损伤力学模型与验证 被引量：5

6

作者 杨金辉 章光 +1 位作者 乔彤 胡少华 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期87-93,共7页

为了探讨高温、高孔隙水压、高围压对岩石损伤破坏的影响,基于损伤力学基本理论,并结合应变等价性原理,建立热-水-力耦合作用下的损伤力学模型,构建表征岩石损伤演化的表达式,通过水-力耦合作用下热损伤花岗岩室内试验验证了该模型的合... 为了探讨高温、高孔隙水压、高围压对岩石损伤破坏的影响,基于损伤力学基本理论,并结合应变等价性原理,建立热-水-力耦合作用下的损伤力学模型,构建表征岩石损伤演化的表达式,通过水-力耦合作用下热损伤花岗岩室内试验验证了该模型的合理性,并根据室内试验确定了模型参数。试验结果表明:提出的模型能较好地反映热-水-力耦合作用下岩石应力-应变过程,且能表征上述作用下岩石损伤演化规律;高温损伤会导致岩石由脆性逐渐向延性转变,而孔隙水压会进一步加剧岩石损伤演化。 展开更多

关键词 热-水-力耦合 损伤力学模型 力学特性 损伤演化

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稠油油藏热-流体-力学耦合模型研究及应用 被引量：5

7

作者 孙辉 李兆敏 焦玉勇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期2560-2564,共5页

在稠油油藏开发中,由于原油黏度高一般采用注蒸汽开采。基于连续介质力学理论,考虑了热对流的影响,建立了蒸汽注入条件下对地层压力、变形和有效应力定量评价的改进的热-流体-力学耦合数学模型;应用全隐式顺序Galerkin有限元数值解方案... 在稠油油藏开发中,由于原油黏度高一般采用注蒸汽开采。基于连续介质力学理论,考虑了热对流的影响,建立了蒸汽注入条件下对地层压力、变形和有效应力定量评价的改进的热-流体-力学耦合数学模型;应用全隐式顺序Galerkin有限元数值解方案对注蒸汽井热-流体-力学耦合过程进行了数值模拟。计算结果表明,由于地层流体高温膨胀引起的高压力,会导致位移、变形,甚至地层结构破裂;温度对地层破裂形态的影响显著。研究表明,这个改进模型比传统模型更加准确、实用,可以用于蒸汽注入速率优化和油藏、地质、热-流动力反应、地应力水平等综合作用效应研究。 展开更多

关键词 稠油油藏 蒸汽热采 热-流体-力学耦合模型 GALERKIN有限元 应力应变分析 热对流

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能源桩热-力学特性模型试验与数值模拟 被引量：4

8

作者 常虹 朱万里 +1 位作者 王琰 赵嵩颖 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第13期5366-5373,共8页

能源桩是集地源热泵与建筑桩基于一体的建筑节能技术,具有经济、环保和节省地下空间资源等优点,因热-力耦合作用导致其承载性状不同于普通工程桩。基于室内模型试验和数值模拟研究,针对多次温度循环下饱和黏土地基中能源桩热-力响应展... 能源桩是集地源热泵与建筑桩基于一体的建筑节能技术,具有经济、环保和节省地下空间资源等优点,因热-力耦合作用导致其承载性状不同于普通工程桩。基于室内模型试验和数值模拟研究,针对多次温度循环下饱和黏土地基中能源桩热-力响应展开研究,分析了桩周温度场、桩土沉降、桩侧摩阻力的变化,结果表明:升温时桩身温度沿深度逐渐减小,土体温度沿径向逐渐降低;降温所引起的桩顶沉降量大于升温的膨胀量,多次温度循环导致桩顶产生不可逆的累积沉降,其累积变形可能会对上部结构的安全造成影响。桩周土由于土体的热固结也发生不同程度的沉降,距离桩身越近沉降越大,且土体沉降速率随循环次数的增加呈逐渐减小趋势,三次循环后B_(4)点沉降达到1.42%D(D为桩直径);温度荷载所引起的侧摩阻力随温度的升高和循环次数的增加而逐渐增大;升温时桩体上部产生负的侧摩阻力,下部产生正的侧摩阻力,降温时恰好相反,工作荷载的作用导致桩身产生负摩阻力的区域逐渐变小,位移零点也逐渐上移。运用COMSOL Multiphysics软件建立三维数值模型可较好地模拟热-力耦合作用下能源桩的承载力特性,数值模拟结果与模型试验结果吻合度较高,为试验设计及工程应用给出建议。 展开更多

关键词 能源桩 饱和黏土 热-力学特性 模型试验 数值模拟

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基于混凝土热-力学模型的海河开启桥温度控制方案 被引量：3

9

作者 张研 蒋林华 张子明 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第A02期224-228,共5页

根据天津海河开启桥施工过程中的昼夜温差大、一次性混凝土浇筑量大、承台大体积混凝土对背墙结构约束大而导致易开裂的突出问题,引入了考虑混凝土早期性能的热-力学模型、等效时间理论以及热传导原理,建立数学模型和有限元求解方法.在... 根据天津海河开启桥施工过程中的昼夜温差大、一次性混凝土浇筑量大、承台大体积混凝土对背墙结构约束大而导致易开裂的突出问题,引入了考虑混凝土早期性能的热-力学模型、等效时间理论以及热传导原理,建立数学模型和有限元求解方法.在此基础上对不同施工方案进行了结构温度场和应力场的仿真计算.研究表明,采用预埋水管进行冷却的措施可以有效降低最高温度和最大应力.本研究为海河开启桥工程大体积混凝土结构温控防裂提出了具体措施和标准.现场施工表明,数值仿真与分析对现场开裂控制具有指导意义. 展开更多

关键词 温度控制 天津海河开启桥 大体积混凝土 热-力学模型 水管冷却措施 数值仿真

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饱和多孔介质中水力-力学-传质耦合过程的混合有限元法 被引量：1

10

作者 武文华 李锡夔 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1477-1482,共6页

对饱和多孔介质提出了一个含溶混污染物输运(传质)过程的混合元方法,其中污染物输运过程数学模型包含了对流、机械逸散、分子弥散和吸附等机制。固相位移、应变和有效应力,孔隙水压力、压力空间梯度和Darcy速度,污染物浓度、浓度空间梯... 对饱和多孔介质提出了一个含溶混污染物输运(传质)过程的混合元方法,其中污染物输运过程数学模型包含了对流、机械逸散、分子弥散和吸附等机制。固相位移、应变和有效应力,孔隙水压力、压力空间梯度和Darcy速度,污染物浓度、浓度空间梯度和浓度流量在单元内均为独立变量分别插值。基于胡海昌-Washizu三变量广义变分原理,结合可以滤掉虚假振荡的特征线方法,推导出饱和土中水力-力学-传质耦合问题控制方程的单元弱形式,并导出了混合元计算公式。数值模拟证明了所提出的方法可以提供与传统4点积分方案同样精度,同时能够提高计算效率。 展开更多

关键词 水力-力学-传质 饱和土 特征线法 混合元 一点积分

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聚变-快裂变增殖堆包层初步热工水力学设计分析

11

作者 王小勇 栗再新 +3 位作者 赵奉超 赵周 武兴华 王琦杰 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期320-325,共6页

对新提出的套管结构聚变-快裂变增殖堆包层概念设计方案进行了热工水力学分析和设计,给出了典型的热工设计参数,并结合大型热工水力学软件CFX对其进行了温度场和压力分布的模拟分析。分析结果表明,材料温度均已低于许用温度,冷却剂出口... 对新提出的套管结构聚变-快裂变增殖堆包层概念设计方案进行了热工水力学分析和设计,给出了典型的热工设计参数,并结合大型热工水力学软件CFX对其进行了温度场和压力分布的模拟分析。分析结果表明,材料温度均已低于许用温度,冷却剂出口温度高于773K,冷却剂压降也符合工程上的要求,初步验证了增殖堆包层设计的合理性。 展开更多

关键词 聚变-快裂变增殖堆 包层 热工水力学 CFX软件

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考虑热-化学耦合的NEPE推进剂固化过程数值模拟 被引量：1

12

作者 陈国庆 惠维维 +2 位作者 聂嘉良 曹鹏 王健儒 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期485-492,共8页

采用热-化学耦合模型表征热传导和固化动力学反应,利用物理试验测定硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂在不同固化度下的热参数和密度,研究了NEPE推进剂药柱在固化过程中温度场和固化度的分布和演变规律。结果表明,因推进剂固化反应的生热速率... 采用热-化学耦合模型表征热传导和固化动力学反应,利用物理试验测定硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂在不同固化度下的热参数和密度,研究了NEPE推进剂药柱在固化过程中温度场和固化度的分布和演变规律。结果表明,因推进剂固化反应的生热速率与外界热量传递速率存在差异,导致固化过程中出现内部温度场和固化度场分布不均匀的现象。固化时间为1~4 d时,药柱中心位置的温度较高(最高57.6℃),外侧较低;固化时间大于等于5 d时,药柱温度场慢慢与环境温度(50℃)趋向于平衡。推进剂固化度-时间曲线近似为“S”型,固化时间小于1 d时和大于4 d时,固化速率缓慢;固化时间2~4 d时,固化速率快。固体发动机的m数对推进剂固化温度和固化速率有一定影响,m数越大,推进剂的最高温度越高,同时温差也越大,温度差会导致推进剂药柱内部固化速率产生差异,造成推进剂达到指定固化度的时间变长。 展开更多

关键词 NEPE推进剂 药柱 热-化学耦合模型 固化动力学反应 温度场 固化度场

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铁矿-煤球团反应过程动力学及模型 被引量：9

13

作者 马兴亚 姜茂发 +1 位作者 汪琦 王向辉 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期440-443,共4页

根据铁矿 煤球团在升温和恒温热重实验时的失重率主要与其被加热到的温度有关的实验结果 ,建立了铁矿 煤球团反应过程模型 ,还原过程用失重率的一级反应表示时 ,建立了铁矿 煤球团还原动力学方程·该方程与升温和恒温实验结果具... 根据铁矿 煤球团在升温和恒温热重实验时的失重率主要与其被加热到的温度有关的实验结果 ,建立了铁矿 煤球团反应过程模型 ,还原过程用失重率的一级反应表示时 ,建立了铁矿 煤球团还原动力学方程·该方程与升温和恒温实验结果具有较好的相关性·应用此方法 ,一次升温实验结果即可确定反应模型参数·随着球团温度升高 ,反应过程可以分为 6 13K以下挥发分的快速析出阶段、6 13～ 展开更多

关键词 铁矿-煤球团 反应过程 还原动力学 热重实验 数学模型

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新型连铸结晶器冷却结构的铜板热-力学行为 被引量：7

14

作者 王志成 王卫领 +1 位作者 罗森 朱苗勇 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期115-121,共7页

建立板坯连铸结晶器三维热力耦合有限元模型,通过比较结晶器铜板宽面弯月面处横截面的温度、热应力及变形分布,考察结晶器新型冷却结构对铜板热-力学行为的影响规律。结果表明:在弯月面处宽面热面,新型铜板的最高温度较传统铜板的低60℃... 建立板坯连铸结晶器三维热力耦合有限元模型,通过比较结晶器铜板宽面弯月面处横截面的温度、热应力及变形分布,考察结晶器新型冷却结构对铜板热-力学行为的影响规律。结果表明:在弯月面处宽面热面,新型铜板的最高温度较传统铜板的低60℃,最大热应力小85 MPa,且新型铜板与传统铜板最大变形分别为0.21 mm和0.29 mm;新型铜板和传统铜板弯月面处宽面热面温度、热应力和法向变形波动幅度分别为12℃和67℃,33MPa和113 MPa以及0.02 mm和0.09 mm。因此,新型结构铜板温度、热应力和变形量分布均匀性和合理性比传统的有明显改善,更适合裂纹敏感性钢种的浇铸。 展开更多

关键词 连铸结晶器 铜板 冷却结构 热-力学行为 有限元模型

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一水合5-氨基间苯二甲酸钠脱水过程的热分析动力学研究 被引量：1

15

作者 张国春 乔成芳 +2 位作者 周春生 陈三平 高胜利 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期52-57,共6页

为了获得一水合5-氨基间苯二甲酸钠(C8H5O4NNa2·H2O)固态样品脱水过程的动力学三因子(表观活化能Ea、指前因子A及相应的动力学方程),应用DSC技术获得化合物4个不同升温速率下的脱水过程曲线,以非模型等转化率法为基础,采用9种积分... 为了获得一水合5-氨基间苯二甲酸钠(C8H5O4NNa2·H2O)固态样品脱水过程的动力学三因子(表观活化能Ea、指前因子A及相应的动力学方程),应用DSC技术获得化合物4个不同升温速率下的脱水过程曲线,以非模型等转化率法为基础,采用9种积分法和微分法相结合的热分析动力学方法处理程序进行定量表征.结果显示,C8H5O4NNa2·H2O脱水阶段的最概然机理为化学反应机理,表观活化能Ea为200.22kJ/mol,指前因子A为3.63×1022/s. 展开更多

关键词 一水合5-氨基间苯二甲酸钠 热分析动力学 非模型等转化率法

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基于分子动力学模拟的多晶结构微观热-力耦合行为的计算 被引量：2

16

作者 田霞 崔俊芝 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期95-98,共4页

基于分子动力学模拟,建立了一套可用于表征微观下多晶结构热-力耦合行为的算法框架。该算法的要点是将连续模型和分子模拟耦合起来,并使守恒定律在微观连续模型和原子层次上都得到满足,与利用传统的连续介质力学建立晶界与晶粒的本构方... 基于分子动力学模拟,建立了一套可用于表征微观下多晶结构热-力耦合行为的算法框架。该算法的要点是将连续模型和分子模拟耦合起来,并使守恒定律在微观连续模型和原子层次上都得到满足,与利用传统的连续介质力学建立晶界与晶粒的本构方程相比,本模型中的连续流是通过原子模型准确计算得到的,从而避免了使用经验的本构方程。 展开更多

关键词 分子动力学模拟 连续模型 多晶结构 微尺度 热-力耦合行为

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核废物地质处置模型试验近场热-水-应力耦合数值模拟 被引量：3

17

作者 张玉军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期2489-2494,共6页

笔者描述了所建立的饱和—非饱和介质中热-水-应力耦合现象的控制方程。针对国际合作项目DECOVALEX II中Task-2的核废物地质处置轴对称模型试验及计算参数,使用所研制的有限元程序进行了热-水-应力耦合过程模拟。对缓冲层及岩体中若干... 笔者描述了所建立的饱和—非饱和介质中热-水-应力耦合现象的控制方程。针对国际合作项目DECOVALEX II中Task-2的核废物地质处置轴对称模型试验及计算参数,使用所研制的有限元程序进行了热-水-应力耦合过程模拟。对缓冲层及岩体中若干部位的温度、含水量及接触应力的分布、变化进行了分析,并将其与量测值和使用THAMES程序的计算结果作了比较,看到了三者的异、同之处,并指出了可能的影响原因。通过与量测值和THAMES程序的计算结果的对比,显示了笔者所研制的有限元程序在热-水-应力耦合数值分析中是可靠和实用的。 展开更多

关键词 岩土力学 核废物 地质处置 Task-2模型试验 热-水-应力耦合 数值模拟

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流-固-化-热耦合的PVC井壁稳定力学模型及应用研究进展

18

作者 卢林祝 黄鑫 《合成树脂及塑料》 CAS 北大核心 2020年第2期98-101,共4页

综述了流-固-化-热耦合的聚氯乙烯的化学性质,论述其在井壁稳定性以及其他相关方面的应用。在充分考虑聚氯乙烯流动对耦合作用影响的基础上,利用不可逆的流-固-化-热藕合作用以及聚氯乙烯进行井壁稳定力学模型的应用研究。通过分析其应... 综述了流-固-化-热耦合的聚氯乙烯的化学性质,论述其在井壁稳定性以及其他相关方面的应用。在充分考虑聚氯乙烯流动对耦合作用影响的基础上,利用不可逆的流-固-化-热藕合作用以及聚氯乙烯进行井壁稳定力学模型的应用研究。通过分析其应用关系,并结合耦合过程中聚氯乙烯的性质,列举了流-固-化-热耦合下的聚氯乙烯应用实例。 展开更多

关键词 聚氯乙烯 流-固-化-热耦合 力学模型 应用

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枝晶生长理论中的热-动力学协同 被引量：4

19

作者 吴盼 张玉兵 +1 位作者 胡佳琦 刘峰 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第1期1-14,共14页

随加工工艺趋于复杂化和极端化,基于热力学驱动力和动力学能垒相对独立的枝晶生长理论已无法精确描述多种机制共同作用的非平衡凝固过程,大大限制了该理论与工业应用的结合。首先,本文综述基于热-动力学相对独立的枝晶生长理论的发展,... 随加工工艺趋于复杂化和极端化,基于热力学驱动力和动力学能垒相对独立的枝晶生长理论已无法精确描述多种机制共同作用的非平衡凝固过程,大大限制了该理论与工业应用的结合。首先,本文综述基于热-动力学相对独立的枝晶生长理论的发展,分析其内涵的本征热-动力学相关性,并集成于以双辊薄带连铸技术为背景的基于热-动力学相关性的枝晶生长模型。其次,定量证明了热力学驱动力和动力学能垒的相关性,通过选择不同的驱动力-能垒组合,试图在双辊薄带连铸技术中实现合金设计和工艺优化。最后,通过分析现有模型的不足,对进一步枝晶生长模型的发展以及与工艺的结合进行展望。 展开更多

关键词 枝晶生长模型 热-动力学协同 合金设计 工艺优化

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流体-地质力学耦合建模表征水力压裂诱发地震:以加拿大Fox Creek地区为例 被引量：15

20

作者 惠钢 陈胜男 顾斐 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期864-875,共12页

随着水力压裂技术在页岩气开发中的广泛应用,加拿大西部盆地的诱发地震活动显著增加.目前对于诱发地震的综合表征方法还不成熟.本文采用一种综合地质、岩石力学及流体力学的研究方法,对Fox Creek地区2015年2月8日发生的M 3.0诱发地震事... 随着水力压裂技术在页岩气开发中的广泛应用,加拿大西部盆地的诱发地震活动显著增加.目前对于诱发地震的综合表征方法还不成熟.本文采用一种综合地质、岩石力学及流体力学的研究方法,对Fox Creek地区2015年2月8日发生的M 3.0诱发地震事件进行了综合表征.首先,利用高分辨率三维反射地震资料,采用蚂蚁体追踪技术识别潜在断层.其次,利用测井曲线和压裂施工数据等资料定量求取岩石力学及地应力参数,建立三维地质力学模型,明确水力压裂缝的空间扩展规律.最后,建立流体-地质力学耦合模型,计算水力压裂过程中断层附近的孔隙压力及局部应力变化,利用摩尔-库仑破裂准则判定断层激活的时间与空间位置,揭示本次诱发地震事件的触发机制并提出风险控制对策.结果表明,三条由Precambrian基底向上延伸至Duvernay地层的近垂直断层在水平井压裂过程中被激活.由于水平井的部分压裂缝与断层沟通,注入流体沿断层的高渗透破裂带向下迅速扩散,在基底位置激活断层并诱发M 3.0地震事件.其中孔隙压力增加是本例中断层活化的主要因素.现场措施表明,增大压裂水平井与已知断层之间的距离被可以有效地降低地震风险.因此在进行水平井钻井及压裂作业之前,明确地下断层的分布位置至关重要. 展开更多

关键词 诱发地震 水力压裂 断层活化 流体-地质力学耦合模型 摩尔-库仑破裂准则 风险控制策略

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