-
题名页岩气高效开采的力学问题与挑战
被引量：48
- 1
-
-
作者
柳占立
庄茁
孟庆国
詹世革
黄克智
-
机构
清华大学航天航空学院应用力学教育部重点实验室
国家自然科学基金委员会数理学部
-
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2017年第3期507-516,共10页
-
基金
国家自然科学基金资助项目(11532008
11372157)
-
文摘
页岩气是指赋存于富含有机质泥页岩中以吸附和游离状态为主要存在方式的天然气,中国资源量丰富,地域分布广泛.页岩气开采能缓解我国常规油气产量不足、煤化石燃料引起环境污染等问题,已成为中国绿色能源开发的重要领域.尽管北美页岩气"革命"取得了成功,目前也仅有预期产量5%～15%的采收率.与北美地区相比,中国页岩气埋藏深,赋存条件差,自然丰度低,因此,高效开采面临更多的困难和挑战.近年来,围绕国家重大能源战略需求,瞄准技术发展前沿,学术界和工业界联合对页岩气高效开采的关键科学和技术问题展开研究.本文结合近三年四川、重庆地区的页岩气试验区块遇到的新问题,针对中国未来3 500 m以下深部开采的新挑战,如地质沉积、裂缝发育构造不同、上覆压力增加、水平应力场变化等新问题,介绍和总结了目前中国页岩气高效开采面临的力学科学问题,主要包括多重耦合下的安全优质钻完井力学理论和方法、水力压裂体积改造和多尺度缝网形成机制、多尺度渗流力学特性与解吸附机理等."深部页岩气高效开采"的研究面向国家重大能源需求,科学意义重大,工程背景明确,需要工程力学、石油工程、地球物理、化学工程和环境工程等多学科专家合作,开展理论研究、物理模拟、数值模拟及现场试验等综合应用基础研究,取得高效开采页岩油气理论与技术的突破.学科交叉是研究页岩气高效开采问题、突破技术瓶颈的桥梁,只有力学与石油工程、地球科学等学科实现深度交叉融合,才能更加有效地推动页岩油气等非常规油气资源的开发.
-
关键词
页岩气
工程地质力学
钻井完井理论
水力压裂
多尺度渗流
-
Keywords
shale gas
engineering geology mechanics
well drilling and completion theory
hydraulic fracture
multiscale seepage
-
分类号
TE37
[石油与天然气工程—油气田开发工程]
-
-
题名某新型级间分离机构分析与动力学分离仿真
- 2
-
-
作者
韩伟杰
白真
施惠基
-
机构
国兵器工业第
清华大学航天航空学院应用力学教育部重点实验室
-
出处
《弹箭与制导学报》
CSCD
北大核心
2014年第6期57-60,共4页
-
文摘
由飞行器级间分离性能分析的需要,文中针对所设计的新型级间分离机构分离过程做仿真分析。利用ANSYS分析了点火解锁的动力学细节,获得了准确的解锁时间;进而运用数值模拟对分离的全过程进行了仿真,获得了飞行器在分离前后的运动特性。通过将仿真结果与实验数据的对比验证了该分析方法的准确性和分离方案的可行性,为该分离机构的进一步应用与优化提供了可靠的参考依据。
-
关键词
分离机构
有限元
数值解析
动力学仿真
-
Keywords
separation mechanism
FEM
numerical simulation
dynamic simulation
-
分类号
TJ760.36
[兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
-
-
题名基于逆响应面法的有限元模型修正
被引量：7
- 3
-
-
作者
张伟杰
陆秋海
缑百勇
王波
-
机构
清华大学航天航空学院应用力学教育部重点实验室
长安福特汽车有限公司技术开发中心
-
出处
《噪声与振动控制》
CSCD
2013年第6期5-10,共6页
-
基金
国家科技支撑计划(基金编号:2011BAK06B03)
-
文摘
基于响应面法(RSM)的有限元模型修正是以若干设计参数(如密度、弹性模量等)为自变量,以若干特征参数(如固有频率、振型等)为因变量,通过回归分析方法来拟合特征参数关于修正参数的显式表达式。提出的逆响应面法(IRSM)则是以特征参数作为自变量,设计参数作为因变量。利用此法的有限元模型修正可直接根据特征参数的目标值得到设计参数的修正量,而不需要经过迭代计算,有效地提高计算速度和精度。介绍逆响应面法及其应用,讨论使用响应面法和逆响应面法进行有限元模型修正的优缺点和适用范围,分析适合于逆响应面法的逆响应面函数、实验设计方案和回归精度检验的方法。利用逆响应面法对一简支梁进行有限元模型修正的结果表明,逆响应面法能高效准确地修正设计参数,对于输出变量少于输入变量的情况更能显著减少有限元计算次数,适用于复杂的工程结构。
-
关键词
振动与波
模型修正
响应面法
逆响应面法
有限元
-
Keywords
vibration and wave
model updating
response surface method
inverse response surface method
finiteelement
-
分类号
O241.82
[理学—计算数学]
-
-
题名基于仿真和数据驱动的先进结构材料设计
被引量：15
- 4
-
-
作者
李想
严子铭
柳占立
庄茁
-
机构
清华大学航天航空学院
海南师范大学信息科学技术学院
-
出处
《力学进展》
EI
CSCD
北大核心
2021年第1期82-105,共24页
-
基金
国家自然科学基金资助项目(11722218,11972205).
-
文摘
先进结构材料近年来受到材料和结构设计领域的广泛关注,这些材料一般通过多个尺度的结构设计实现各种卓越的性能.在早期的材料设计中,有的基于设计者的丰富经验,从天然拓扑结构中抽象出合理的数学力学模型;有的基于生物系统的结构和功能特点提取出仿生力学模型.然而,仅依靠经验性的巧妙设计很难得到最优的设计方案,通过反复迭代设计和试验来遍历设计空间也不切实际.为此,拓扑优化方法被成功应用于声子晶体、元胞材料等先进结构材料的优化设计中,但现有的拓扑优化方法在实现精准的反向设计方面尚存挑战.基于数据驱动的机器学习方法擅长建立数据空间多维变量复杂关系,能够揭示传统力学研究方法难以发现的更深层次的力学机理和规律,成为力学领域崭新的研究热点.本文系统地回顾先进结构材料设计方法的发展历程,对比阐述各种主流设计方法,结合本课题组的相关工作介绍数值仿真和数据驱动在先进结构材料的智能化设计方面的应用现状,并对该领域的未来研究趋势进行探讨和展望.
-
关键词
结构材料
超材料
材料设计
数据驱动
机器学习
-
Keywords
structural materials
metamaterials
material design
data-driven
machine learning
-
分类号
O34
[理学—固体力学]
-
