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各向异性弹性孔隙介质中的热-流-变形耦合模型 被引量:3
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作者 陈成意 宋修海 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2009年第4期70-73,共4页
研究微小孔隙介质中应变导致渗透率各向异性的问题.采用有限单元法综合分析处理储层变形-渗流-热传导耦合模型与应变导致渗透率变化模型,并用该方法分析弹性多孔介质的二维非等温变化单相渗流的耦合问题.对比结果表明,应变导致的渗透率... 研究微小孔隙介质中应变导致渗透率各向异性的问题.采用有限单元法综合分析处理储层变形-渗流-热传导耦合模型与应变导致渗透率变化模型,并用该方法分析弹性多孔介质的二维非等温变化单相渗流的耦合问题.对比结果表明,应变导致的渗透率变化模型能有效反映蒸汽注入引起的岩层各向膨胀,与热采过程中油藏的实际情况更吻合. 展开更多
关键词 热-流-变形耦合模型 储层 各向异性渗透率 有限元模拟
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多簇压裂条件下CO_(2)-EGS干热岩水平井开发热-流-固三场耦合模型
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作者 杨永红 张世明 +4 位作者 崔营滨 杨万芹 易红霞 刘巍 张立松 《岩性油气藏》 北大核心 2025年第5期12-21,共10页
通过引入基岩控制方程、裂缝控制方程和热-流-固耦合关系,并借助COMSOL软件,开展了多簇压裂条件下CO_(2)-EGS干热岩热储水平井开发数值模拟研究。研究结果表明:①建立的数学模型重构了热-流-固耦合关系,修正了裂缝孔隙度和渗透率与应力... 通过引入基岩控制方程、裂缝控制方程和热-流-固耦合关系,并借助COMSOL软件,开展了多簇压裂条件下CO_(2)-EGS干热岩热储水平井开发数值模拟研究。研究结果表明:①建立的数学模型重构了热-流-固耦合关系,修正了裂缝孔隙度和渗透率与应力的函数关系,改进了CO_(2)密度、黏度和比热容随压力与温度的变化关系。②考虑基岩、盖岩和围岩的热补偿作用,提出了多源热补偿模拟方法,据此建立了多簇压裂条件下CO_(2)-EGS干热岩热储水平井开发数值模型。③通过数值模拟,讨论了干热岩的温度场、渗流场及应力场的演化规律,揭示了水平井井网、多簇压裂缝网的布局以及超临界CO_(2)的性质直接影响CO_(2)-EGS的演化过程。④CO_(2)-EGS干热岩热储水平井开发的控制因素包括热-流-固(THM)三场耦合机制、水平井井网参数和多簇压裂缝网参数。THM三场耦合产出液质量流量相对于TH两场耦合提高了5.76%,但取热周期缩短了3.3 a;合理的水平井井网参数为一注两采,水平井长度为1250 m,水平井井距为300 m;最优的缝网参数为缝间距75 m、缝宽3 mm、缝高40 m。 展开更多
关键词 CO_(2)-EGS --耦合 水平井 数值模型 多簇压裂 最大采
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流体与大变形弹性结构物相互作用MPS-BPM耦合模型研究
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作者 郝婕 王丽珠 +1 位作者 蒋勤 朱刘杰 《力学学报》 北大核心 2025年第6期1325-1335,共11页
针对流体与大变形弹性结构物相互作用中流-固界面复杂、大自由液面变形和强非线性运动的特点,采用改进的移动粒子半隐式法(MPS)模拟不可压缩流体运动,引入改进的黏结粒子模型(BPM)计算弹性结构体的变形运动,构建了一种新的基于纯拉格朗... 针对流体与大变形弹性结构物相互作用中流-固界面复杂、大自由液面变形和强非线性运动的特点,采用改进的移动粒子半隐式法(MPS)模拟不可压缩流体运动,引入改进的黏结粒子模型(BPM)计算弹性结构体的变形运动,构建了一种新的基于纯拉格朗日法的MPS-BPM无网格粒子法流-固耦合数值模型.该模型基于压强梯度力量化弹性结构物粒子所受到的周围流体作用;通过建立流体粒子和弹性结构物粒子的压力泊松方程,对流体域和结构域进行统一的数值离散求解,实现弹性结构体对周围流体的反馈作用;利用背景网格法削弱流-固交界面处的数值压力振荡与自由液面的数值波动,增强模型的计算精度和稳定性.首先,通过对弹性悬臂梁在初始瞬时速度条件下的运动模拟,验证改进的BPM法对模拟弹性体大变形运动问题的可靠性.然后,通过对弹性闸门溃坝水流运动与闸门变形、溃坝水流对弹性结构物冲击作用的模拟,分析MPS-BPM流-固耦合模型在模拟复杂的流-固相互作用问题中的适用性.计算结果表明:基于MPS-BPM耦合模型得到的流体速度场和压强场变化合理、弹性结构体内部应力分布平滑且流-固交界面处未出现非物理间隙,该耦合模型能够很好地再现流-固相互作用的运动过程. 展开更多
关键词 -耦合数值模拟 移动粒子半隐式法 黏结粒子模型 弹性结构变形 界面耦合
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考虑沼气发电与新型热力循环的农村“化学-热-电”耦合系统低碳调度模型 被引量:1
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作者 唐爱红 王庆铭 +2 位作者 周淼 王文浩 刘俊 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第5期1847-1859,I0020,共14页
随着“双碳”目标的逐步推进,新能源技术不断取得突破,沼气发电参与的热-电系统在农村能源结构优化中所占比重逐渐加大,开展沼气发电系统参与热电调度的研究极其迫切。该文首先基于沼气发电特性,建立农村“化学-热-电”耦合系统,并论证... 随着“双碳”目标的逐步推进,新能源技术不断取得突破,沼气发电参与的热-电系统在农村能源结构优化中所占比重逐渐加大,开展沼气发电系统参与热电调度的研究极其迫切。该文首先基于沼气发电特性,建立农村“化学-热-电”耦合系统,并论证该系统的可行性与重要性;其次,在所建立的系统中采用新型热力循环系统,通过建立考虑虚拟储能的热网动态模型,实现热能的跨时段转移;然后,基于沼气从产生到发电的全过程,提出一种“沼气-热-电”联储联供单元,实现系统中化学能、热能和电能的有效整合,最大化全系统的能源利用效率。最后,该模型以51节点系统为例进行实证分析,结果表明,该文所提“化学-热-电”耦合系统不仅能够弥补风光出力不确定的弊端,还通过整合多种能源形式,显著降低了系统的碳排放,展示了其在现代农村能源结构中的环保和经济双重优势。 展开更多
关键词 沼气发电 调度模型 “化学--电”耦合系统 力循环系统 联储联供单元
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基于电-热-老化耦合模型的脉冲负载混合储能电源系统容量配置与低温预热策略联合优化 被引量:1
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作者 宋元明 周星 +2 位作者 刘亚杰 黄旭程 金光 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第17期6738-6751,I0011,共15页
锂离子电池储能系统在低温下性能急剧下降,难以满足高功率脉冲负载用电需求。为此,该文提出一种被动式锂离子电池-超级电容器混合储能系统容量配置与低温预热策略多目标联合优化方法,以解决脉冲负载的低温用电问题。首先,为准确描述低... 锂离子电池储能系统在低温下性能急剧下降,难以满足高功率脉冲负载用电需求。为此,该文提出一种被动式锂离子电池-超级电容器混合储能系统容量配置与低温预热策略多目标联合优化方法,以解决脉冲负载的低温用电问题。首先,为准确描述低温动态特性,建立被动式混合储能系统电-热-老化耦合模型。然后,以最小化混合储能系统重量与最低工作环境温度为目标建立容量配置与低温预热策略联合优化模型,并采用带精英策略的非支配排序遗传算法求解。最后,针对某型高功率脉冲负载工况开展案例研究。优化结果表明,低温下混合储能方案的系统质量与购置成本显著优于电池储能方案,-40℃下前者可减轻44.18%的系统质量;在全温度范围内混合储能方案的单次脉冲成本与预热所需时长均优于电池储能方案,前者的平均单次脉冲成本仅为后者的52.50%,平均预热时长仅为后者的35.63%。 展开更多
关键词 混合储能系统 低温电源 --老化耦合模型 极速加 多目标优化 高功率脉冲负载
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超高速微织构螺旋槽干气密封热-流-固耦合分析 被引量:2
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作者 刘暅豪 丁雪兴 丁俊华 《流体机械》 北大核心 2025年第3期69-78,共10页
为探究超高速干气密封端面轴向变形对密封性能的影响规律,在考虑力载荷、热载荷作用下,建立三维几何固体域模型以及流体域模型,引入Air真实气体效应、湍流效应等多重复杂效应情形下,研究超高转速干气密封间隙流体对动、静环耦合面轴向... 为探究超高速干气密封端面轴向变形对密封性能的影响规律,在考虑力载荷、热载荷作用下,建立三维几何固体域模型以及流体域模型,引入Air真实气体效应、湍流效应等多重复杂效应情形下,研究超高转速干气密封间隙流体对动、静环耦合面轴向变形规律以及变形对密封性能影响。研究表明,当n为40 000 r/min,P_(i)为8~14 MPa,T_(i)为373.15~493.15 K时工况条件下,密封环端面出现不同程度的微变形;当n为40 000 r/min,P_(i)为11 MPa,T_(i)为373.15 K时工况条件下,力变形下的泄漏率最大(MS-DGS,4.19 g/s),热变形下的泄漏率最小(MS-DGS,1.69 g/s),在热-流-固耦合变形下,泄漏率是介于力变形和热变形范围之间(MS-DGS,3.66 g/s);MS-DGS端面轴向变形较S-DGS端面轴向变形较小,且MS-DGS较S-DGS泄漏率降低1.94%。研究可为超高速干气密封的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 干气密封 微织构 超高速 真实气体效应 --耦合 变形
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热-流-固全耦合下的干热岩热采效率研究——以青海共和GR1井为例 被引量:1
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作者 李佳豪 祝爱玉 +1 位作者 崔光磊 李迎春 《地震学报》 北大核心 2025年第2期200-220,共21页
建立了热-流-固全耦合模型,考虑了流体压力变化和温度变化引起的储层变形、受储层变形影响的储层孔隙率、渗透率和断层裂隙开度、受温度控制的流体性质(密度、黏度等)和流体流动引起的热传导,以青海共和GR1井为例,研究了定流量和定压力... 建立了热-流-固全耦合模型,考虑了流体压力变化和温度变化引起的储层变形、受储层变形影响的储层孔隙率、渗透率和断层裂隙开度、受温度控制的流体性质(密度、黏度等)和流体流动引起的热传导,以青海共和GR1井为例,研究了定流量和定压力两种典型生产模式下,储层渗透率、断层渗透类型对于地热资源(干热岩)开发过程的影响。研究结果表明:(1)定压力生产模式下,阻隔型断层降低了地热开采效率,提升热储层渗透率可以大幅度提高地热开采效率,但是过高的渗透率会造成资源浪费,不利于持续性开采;(2)定流量生产模式下,地质因素对地热开采效率的影响很小,开采效率主要由注采速率决定;(3)从安全角度看,在定流量模式下,过小的渗透率和阻隔型断层会引起很大的孔隙压力响应,导致一系列施工安全问题;(4)对于青海共和地区的地热开采,应综合考虑开采效率和施工安全,建议若采用定压生产模式,需将储层渗透率改造至1×10^(-13)—1×10^(-12)m^(2)的范围内,若采用定流生产模式,需将储层渗透率改造为1×10^(-13)m^(2)以上,且两种生产模式都应避免注水井与生产井之间存在阻隔型断层。 展开更多
关键词 --耦合 青海共和干 效率 数值模拟
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基于热-流-固耦合的齿轮箱稳态热性能研究
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作者 刘逸 张开林 +1 位作者 邵帅 向泓旭 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第5期666-674,共9页
为准确预测轨道交通传动系统齿轮箱的温度分布,采用一种基于计算流体动力学(CFD)的混合时间尺度耦合法对齿轮箱进行仿真分析.对齿轮箱的内部流场与温度场同时进行数值模拟,通过数据传输实现齿轮箱流场与温度场的实时双向耦合,最后根据... 为准确预测轨道交通传动系统齿轮箱的温度分布,采用一种基于计算流体动力学(CFD)的混合时间尺度耦合法对齿轮箱进行仿真分析.对齿轮箱的内部流场与温度场同时进行数值模拟,通过数据传输实现齿轮箱流场与温度场的实时双向耦合,最后根据内部温度场计算结果,通过有限元方法得到箱体温度分布情况.另外,分析转速、浸油深度、喷油润滑等因素对齿轮箱稳态热性能的影响.研究结果表明:该数值模型在温度预测方面具有良好的性能,仿真结果与实验测量值之间的最大相对误差为7.4%.随着转速的增加,齿轮箱温度随之上升;而随着浸油深度的增加,除下箱体底部温度逐渐上升外,其余区域温度均下降.相同转速时,喷油润滑下的箱体最高温度对比飞溅润滑,降低幅度可达14%;且转速越高,冷却效果越明显. 展开更多
关键词 --耦合 箱体温度场 混合时间尺度 润滑方式 计算体动力学
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基于流-固-热耦合的叶顶密封泄漏与动力特性研究
9
作者 茹梦崖 丁勤卫 +3 位作者 张万福 顾乾磊 张宇聪 李春 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第17期6863-6873,I0021,共12页
叶顶密封泄漏及稳定性是影响透平机械综合性能的关键。该文建立透平叶顶密封三维流-固-热耦合分析模型,研究转子在离心力、热应力及流场作用力共同影响下的变形、密封流场与密封齿之间流-固-热耦合及两者共同作用对泄漏性能及转子稳定... 叶顶密封泄漏及稳定性是影响透平机械综合性能的关键。该文建立透平叶顶密封三维流-固-热耦合分析模型,研究转子在离心力、热应力及流场作用力共同影响下的变形、密封流场与密封齿之间流-固-热耦合及两者共同作用对泄漏性能及转子稳定性的影响。结果表明,转子变形的影响使泄漏量减少约58.7%,有效阻尼增大约151%,负切向力绝对值增加,密封性能提升。密封流场与密封齿之间流-固-热耦合导致泄漏量减少约2.3%,有效阻尼减小约27%,负切向力绝对值降低,抑制转子涡动能力降低,不利于系统稳定。同时考虑两者综合影响,泄漏量减少约60.5%,有效阻尼与仅考虑转子变形影响的情况基本一致,密封性能主要受离心力、热应力及流场作用力带来的转子变形影响。 展开更多
关键词 叶顶密封 --耦合 密封动力特性 泄漏 计算体力学
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融合流-热场耦合仿真与EEMD-LSTM网络的油浸式变压器热点温度快速预测方法
10
作者 杨子坚 司马文霞 +3 位作者 杨鸣 黎文浩 袁涛 孙魄韬 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1220-1232,共13页
快速准确地预测变压器热点温度是实现变压器状态检测、故障预测以及动态增容的重要前提,其关键是实现变压器热点温度动态预测以及提高热点温度预测模型的抗噪性能。该文通过流-热场耦合仿真计算,获取不同环境温度和负载变化工况的热点... 快速准确地预测变压器热点温度是实现变压器状态检测、故障预测以及动态增容的重要前提,其关键是实现变压器热点温度动态预测以及提高热点温度预测模型的抗噪性能。该文通过流-热场耦合仿真计算,获取不同环境温度和负载变化工况的热点温度训练样本,采用长短期记忆网络(long short-term memory network,LSTM)构建深度学习模型,从而实现热点温度动态预测。采用集成经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)降低输入数据中的噪声干扰,提高深度学习模型抗噪性能。以20 MVA/110 kV油浸式变压器为对象进行分析,并搭建变压器热点温升试验平台进行模型有效性验证,EEMD-LSTM网络预测的热点温度相比试验结果的平均误差仅有1.35℃,引入幅值为5℃的随机噪声后,最大误差仅增大0.47℃。结果表明:基于EEMD-LSTM网络的深度学习模型能够实现变压器热点温度动态预测,同时具有良好的抗噪性能,对变压器负荷能力动态评估与动态增容的研究具有重要意义。 展开更多
关键词 点温度 -耦合仿真 长短期记忆网络 集成经验模态分解 油浸式变压器
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废弃矿井氢储能硐室热-流-固耦合响应特征研究
11
作者 刘瑞 周舒威 +3 位作者 秦世康 徐英俊 何修涵 冯建业 《岩土力学》 北大核心 2025年第S1期454-466,共13页
对废弃矿井进行改造用于压氢储能,可实现废弃资源的利用和氢气的大规模安全存储。建立废弃矿井压氢储能热-流-固耦合分析理论框架,通过已有解析解对数值模型进行验证,针对某矿废弃矿井进行三维建模研究,并对其压氢储能过程中的热-流-固... 对废弃矿井进行改造用于压氢储能,可实现废弃资源的利用和氢气的大规模安全存储。建立废弃矿井压氢储能热-流-固耦合分析理论框架,通过已有解析解对数值模型进行验证,针对某矿废弃矿井进行三维建模研究,并对其压氢储能过程中的热-流-固响应特征及损伤特性进行分析。研究结果表明:所建立的废弃矿井压氢储能热-流-固耦合理论框架可精细化表征压氢储能硐室的多场耦合响应;进行改造后的废弃矿井硐室极限存储压力明显高于未改造废弃矿井的极限压力;由于巷道围岩受锚杆索支护影响,硐室岩石表面的损伤整体呈现斑点状;储能硐室围岩塑性区发育方向向下;硐室内表面位移同时向径向和环向发展,在裂纹萌生时发生张拉裂纹、剪切裂纹和扭转裂纹;在联络巷和大巷交界处存在较大温度梯度和气体压力梯度,温度梯度波动范围较小,约为1 m;大巷温度梯度为-25.8~48.8 K/m,联络巷温度梯度为-22.8~43.8 K/m;气体压力梯度约为2 000 Pa/m,其影响范围较大,约为7.5 m。 展开更多
关键词 压氢储能硐室 --耦合 废弃矿井 响应特征 相场法
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基于电化学-热耦合模型的锂离子电池日历老化研究
12
作者 徐鹏飞 张睿 丁飞 《电源技术》 北大核心 2025年第8期1638-1649,共12页
锂离子电池在使用过程中会受到循环老化和日历老化的影响。在日历老化中,起主导作用的老化因素是负极SEI膜缓慢增厚所导致的电池性能下降。基于融合SEI生长副反应的电化学-热耦合模型,结合实验表征对日历存储过程中SEI膜生长副反应老化... 锂离子电池在使用过程中会受到循环老化和日历老化的影响。在日历老化中,起主导作用的老化因素是负极SEI膜缓慢增厚所导致的电池性能下降。基于融合SEI生长副反应的电化学-热耦合模型,结合实验表征对日历存储过程中SEI膜生长副反应老化过程进行了深入研究。通过电化学阻抗谱(EIS)和透射电子显微镜(TEM)测试,获取SEI膜阻抗和厚度的数据,修正模型并验证了其准确性。结果表明,SEI膜厚度和阻抗均与老化天数近似呈线性关系增长,且增速受存储SOC的影响,而电荷转移阻抗呈先减小,再增大的趋势。同时SEI生长会造成电极孔隙率下降,严重影响电池容量和性能。该工作揭示了SEI膜在日历存储过程中的动态演变规律,为延长电池寿命和提高安全性提供了理论依据。 展开更多
关键词 锂离子电池 日历存储老化 电化学-耦合模型 SEI生长
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热风-极片耦合的湿涂层热-质传递数理模型
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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 传质 湿涂层-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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非饱和原状结构性黄土水-力耦合弹塑性本构模型
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作者 李林 季良 +1 位作者 叶飞 李尧 《岩土力学》 北大核心 2025年第8期2421-2433,共13页
黄土由于特殊的物质成分组成与微观结构,具有水敏性、结构性强度和增湿变形等特殊的工程力学性质。考虑非饱和原状黄土结构性强度和变形与饱和度直接相关的本质特征,以Bishop有效应力和饱和度为作为直接驱动变量,将黄土结构性划分为固... 黄土由于特殊的物质成分组成与微观结构,具有水敏性、结构性强度和增湿变形等特殊的工程力学性质。考虑非饱和原状黄土结构性强度和变形与饱和度直接相关的本质特征,以Bishop有效应力和饱和度为作为直接驱动变量,将黄土结构性划分为固有结构性和受水分影响的胶结结构性,分别构建了固有结构性随应变的演化方程和压缩特性随饱和度的演化方程,在饱和度-有效应力空间建立了非饱和原状黄土的增湿屈服方程。进而采用变形相关的弹塑性土-水特征曲线,通过体应变耦合了黄土的水力-力学行为,在有效应力-饱和度空间建立了非饱和原状黄土的水-力耦合弹塑性本构模型。模型具有12个参数,可通过非饱和三轴压缩试验和剪切试验标定。通过西安黄土、伊朗黄土以及兰州黄土在不同水力路径下的既有压缩试验和剪切试验数据进行了模型参数标定与验证。结果表明,模型能够合理预测非饱和原状黄土的结构性屈服行为、增湿变形特性、水-力耦合特性以及加载和增湿顺序对土体变形和水力特性的影响。以有效应力与饱和度作为直接驱动变量在有效应力-饱和度空间建立非饱和原状黄土的水-力耦合模型,可以体现原状黄土力学特性与含水率之间的直接关系,为原状非饱和黄土本构模型的建立提供了新思路。 展开更多
关键词 原状黄土 非饱和特性 结构性演化 增湿变形 -耦合 弹塑性模型
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热-力耦合作用下乏燃料剪切机运动副干摩擦行为研究
15
作者 杨贺 董建鹏 +2 位作者 高峰 高山 谭傲霜 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第2期503-512,共10页
极端工况下乏燃料剪切机不锈钢滚轮运动副会出现卡死现象,滚动摩擦变为滑动摩擦,加之高辐照工况下难以润滑,导致轮轨运动副磨损严重。本文通过对经典Archard模型进行修正,建立了不锈钢干摩擦磨损的热-力耦合模型。对比试验表明,磨损预... 极端工况下乏燃料剪切机不锈钢滚轮运动副会出现卡死现象,滚动摩擦变为滑动摩擦,加之高辐照工况下难以润滑,导致轮轨运动副磨损严重。本文通过对经典Archard模型进行修正,建立了不锈钢干摩擦磨损的热-力耦合模型。对比试验表明,磨损预测的最大相对误差为9.34%,验证了所建立模型的有效性。利用本文所建模型研究了极限滑动工况下剪切滑车滚轮的摩擦行为。结果表明,随着滑动距离的增加,温度和Mises应力都呈先下降后上升的趋势,且对接触区域的影响范围逐渐扩大。本研究得到了滚轮磨损深度与滑动距离之间的定量映射规律,为提高乏燃料剪切机的可靠性提供理论依据。 展开更多
关键词 不锈钢运动副 干摩擦 Archard模型 --磨损完全耦合
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考虑弛豫过程的锂离子电池电-热-老化耦合建模 被引量:1
16
作者 耿陈 彭乔 +4 位作者 孟锦豪 刘天琪 曾雪洋 陈刚 李燕 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第3期33-39,共7页
为提高锂离子电池建模精度,提出了一种考虑弛豫过程的锂电池电-热-老化耦合建模方法。基于电池测试数据,辨识Thevenin等效电路模型参数,建立不同荷电状态与健康状态下的锂电池模型多维参数库。考虑传统Thevenin模型采用固定时间常数,导... 为提高锂离子电池建模精度,提出了一种考虑弛豫过程的锂电池电-热-老化耦合建模方法。基于电池测试数据,辨识Thevenin等效电路模型参数,建立不同荷电状态与健康状态下的锂电池模型多维参数库。考虑传统Thevenin模型采用固定时间常数,导致电池模型在弛豫时间段端电压的拟合效果较差,采用变时间常数方法优化电池弛豫期间的端电压响应。在热表征方面,在不同电流倍率下均辨识了电池的热模型参数。实验结果表明,所提出的模型能够精确反映锂电池在多种运行条件下的端电压、温度和健康状态。 展开更多
关键词 锂离子电池 电池建模 Thevenin模型 --老化耦合模型 弛豫模型
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基于孔-裂隙的煤层瓦斯抽采热-流-固耦合模型研究 被引量:2
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作者 孙朋 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第4期64-73,共10页
为研究温度因素对负压钻孔抽采瓦斯的影响,建立了基于孔-裂隙双重多孔介质的热-流-固耦合模型,运用数值模拟手段,对比了不考虑温度因素下基于气-固耦合模型的瓦斯抽采特点和抽采效果。模拟结果表明:考虑温度因素影响所得渗透率结果更小... 为研究温度因素对负压钻孔抽采瓦斯的影响,建立了基于孔-裂隙双重多孔介质的热-流-固耦合模型,运用数值模拟手段,对比了不考虑温度因素下基于气-固耦合模型的瓦斯抽采特点和抽采效果。模拟结果表明:考虑温度因素影响所得渗透率结果更小,抽采卸压效果相对较弱;初始煤层瓦斯压力越高,煤层温度降低越明显;考虑温度变化影响,针对不同有效抽采半径R,进行了孔间距为2√3 R/3、2R、4R、6R的多钻孔布孔研究,得出有效抽采区域随抽采时间增加呈现由多个小圆柱状发展为一个大圆角三棱柱,最后趋向于一个规则的大圆柱状的变化规律。研究成果可为预抽煤层瓦斯前布孔设计工作及实际瓦斯灾害防控提供一定的参考。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 --耦合 有效抽采区域 钻孔间距 数值模拟
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动静压气体轴承双向流-固耦合温度特性分析
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作者 杜羽茜 倪艳光 +1 位作者 崔永存 牛荣军 《润滑与密封》 北大核心 2025年第5期93-102,共10页
动静压气体轴承在长时间运行后,气膜的温升使转轴出现热膨胀,严重影响轴承的正常运转。为此,建立三维非稳态动静压气体轴承-转轴数值模型,采用双向流-固耦合分析方法,结合动网格技术,分析偏心、转速等对气膜压力、承载力、气动热、变形... 动静压气体轴承在长时间运行后,气膜的温升使转轴出现热膨胀,严重影响轴承的正常运转。为此,建立三维非稳态动静压气体轴承-转轴数值模型,采用双向流-固耦合分析方法,结合动网格技术,分析偏心、转速等对气膜压力、承载力、气动热、变形等参数的影响规律,并开展主轴系统温度场试验验证了数值模型的可行性。分析结果表明:气膜温升与转速和偏心率呈正相关关系,当偏心率大于0.2时,与供气压力呈负相关关系;在偏心率不变的情况下,转速对承载力的影响显著高于供气压力的影响,随着偏心率的增大,供气压力和转速的增加均能显著提升承载力;在大偏心率高转速下,转轴膨胀变形量飞速增长,此时因转轴膨胀带来的问题也更为严重。 展开更多
关键词 动静压气体轴承 -耦合 变形 气膜温度 动网格技术
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海洋防腐涂层褶皱失效的弯曲-屈曲耦合力学模型
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作者 马良骥 刘明 +3 位作者 彭志龙 姚寅 张博 陈少华 《力学学报》 北大核心 2025年第7期1618-1625,共8页
海洋防腐涂层服役于极端海洋环境,褶皱是其损伤破坏的主要形式之一.明晰防腐涂层的褶皱失效机理,有助于优化涂层的结构设计,延长其服役寿命.基于海洋防腐涂层力化耦合的服役环境,考虑涂层褶皱失效的精确大变形几何关系.本文建立了一种弯... 海洋防腐涂层服役于极端海洋环境,褶皱是其损伤破坏的主要形式之一.明晰防腐涂层的褶皱失效机理,有助于优化涂层的结构设计,延长其服役寿命.基于海洋防腐涂层力化耦合的服役环境,考虑涂层褶皱失效的精确大变形几何关系.本文建立了一种弯曲-屈曲耦合力学模型,应用摄动法求解了涂层非线性直边屈曲与后屈曲问题;分析了与挠度方向相反的横向弯曲载荷作用下,腐蚀性物质扩散引发的涂层屈曲载荷与涂层最大挠度的函数关系,讨论了静水压与涂层纵横比对后屈曲行为的影响,精确给出了褶皱涂层中轴力、挠度和截面转角的分布规律;最后对比分析了基于冯·卡门假设的理论预测.结果发现:随着屈曲载荷的增大,冯·卡门假设的理论模型将逐渐低估涂层几何大变形的非线性影响,获得偏小的最大挠度. 展开更多
关键词 海洋防腐涂层 褶皱 几何大变形 弯曲-屈曲耦合模型 冯·卡门假设
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考虑非饱和土水-力耦合特性的加筋路堤湿化变形数值模拟研究
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作者 吴昊 栾晓寒 +2 位作者 曾长贤 郑俊杰 郑烨炜 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期46-57,共12页
路堤填土通常处于非饱和状态,降雨引起的雨水入渗会导致非饱和填土发生润湿,因而产生变形,从而导致路堤边坡发生变形。土工合成材料具有较高的抗拉强度,能减小路堤变形,并提高其稳定性。提出考虑非饱和土水-力耦合行为的本构模型,通过... 路堤填土通常处于非饱和状态,降雨引起的雨水入渗会导致非饱和填土发生润湿,因而产生变形,从而导致路堤边坡发生变形。土工合成材料具有较高的抗拉强度,能减小路堤变形,并提高其稳定性。提出考虑非饱和土水-力耦合行为的本构模型,通过二次开发嵌入有限差分程序FLAC,根据加载和湿化路径的三轴试验数据对本构模型进行验证。利用验证的非饱和土本构模型模拟路堤填料,研究非饱和土加筋路堤在降雨条件下的湿化变形行为,并对比研究筋材对路堤湿化变形的影响。结果表明:筋材在未加筋区几乎不产生影响,但能有效减小加筋区土体单元的体积应变和剪应变。筋材对路堤中线附近未加筋区的顶面沉降几乎不产生影响,但能有效减小路肩处的顶面沉降和路堤边坡的侧向位移。筋材越长,对减小路堤的顶面沉降和路堤边坡的侧向位移效果越好,路堤内部的潜在破坏面距坡面越远。 展开更多
关键词 非饱和土 -耦合 本构模型 湿化变形 降雨入渗 加筋路堤
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