采用非结构网格的IDEAL算法实现及定压边界条件处理

在非结构网格系统中采用有限容积法对不可压N-S方程进行了离散,其中对流项采用二阶迎风格式,扩散项采用超松弛校正格式.通过修正的动量插值格式构造了压力方程,利用IDEAL算法处理压力与速度的耦合.利用Taylor展式导出了邻近边界内节点的压力计算公式,进而将边界静压引入到压力方程的迭代计算中,确保了边界信息向内部区域的有效传递.根据质量守恒定律分别导出了压力入口和出口边界的速度计算公式,结合伯努利定律给出了总压边界的处理方法.通过压力驱动管内层流、三通管层流以及浮力驱动流等几个典型算例对文中方法进行了考核,并将计算结果与文献中的基准解和实验值进行了对比.结果表明,不管是静压边界还是总压边界,采用该处理方法均能获得令人满意的结果,尤其对于大空间自然对流问题,可以在保证精度的前提下节省大量的存储空间和运算时间.     

动量插值的一种简单有效的修正

针对动量插值数学上的不足,提出一种简单的修正格式,采用与原始的SIMPLE算法非常相似的推导过程,得到不可压流体流动的一种简单的同位网格SIMPLE算法。利用有限数值算例证明新提出的同位网格算法的有效性。结果表明,所有界面速度均采用算术平均值,具有编程简单、内存占用少的优点,同时有效地克服了计算结果与松弛因子有关的的缺点,并克服了同位网格上用动量插值计算界面速度的数学上的缺陷。     

注汽井的注汽动态计算

根据注汽过程中油管和油层流体相互联系的实际情况，提出了油管流动和油层渗流相互协调计算的数学模型，通过分析得到了一定注汽条件和油层特性下最大注汽流量的计算方法，为注汽方案的设计和油藏数值模拟流量的选择提供了依据，并进一步分析和计算了油井深度、油层特性及井口注汽压力对最大注汽流量的影响．研究表明，在油藏数值模拟和选择注汽方案时，注汽流量必须适宜，即与油层的吸汽能力相互协调．     

水平井注蒸汽传热和传质分析

利用质量守恒、动量守恒和能量守恒的原理.推导了水平井注蒸汽过程中.水平井段内汽液两相变质量流的数学模型,并用数值解的方法计算了水平段内蒸汽质量传递和热量传递的规律.结果表明,在注汽参数一定的情况下.水平井段各处吸入蒸汽数量和热量并不相等.蒸汽压力沿井筒变化不大.但干度变化较大.一定完井条件和油藏条件下.随注汽参数的改变。会有三种情形发生:(1)蒸汽只能达到水平井的上半部而不能到达井底;(2)蒸汽刚好到达水平井的井底;(3)蒸汽到达井底后仍有剩余.为了充分利用水蒸汽.因此.必须保证蒸汽注入参数、井结构和油层的互相协调.提出了通过布孔来实现水平井均匀吸汽的建议.并提出了布孔设计方法.     

热流体循环防蜡工艺数值模拟及参数优选

依据能量守恒定理和传热学原理建立热流体循环采油工艺中产液和热流体温度分布的数学模型,依据方程组的半隐式边界条件,结合单点打靶原理,提出一种高效准确的求解方法。以循环流量或注入温度最低为目标,以产液温度不低于析蜡温度为约束条件,建立井筒热流体循环工艺的优化模型,并引入打靶原理对优化模型进行求解。结果表明:新求解方法克服了多点打靶法或共轭函数法的数值不稳定和失真、二分法费时以及差分方程迭代法精度较低的缺点;在计算上大大节省了数值模拟及参数优化设计时间,在工艺上实现了最佳技术经济指标。     

一种改进的Delaunay三角形化剖分方法

提出了一种基于Bowyer-Watson算法的平面区域Delaunay三角化剖分的改进方法。它结合了前沿推进法的内部结点生成技术和Delaunay联点网格生成技术,使得每播入一点所破坏的单元尽可能地少。采用适当的数据结构,使Delaunay搜索过程限于局部,算法大为简化,易于编程,浮点计算量少,同时也避免了使用函数递归调用。采用在基网格上定义网格步长的办法控制网格的疏密,使网格疏密易于控制。几个算例表明,该算法是行之有效的。     

非结构化网格上N-S方程的离散

采用有限容积法离散控制方程,实现了二维非结构化同位网格上的SIMPLE算法,并编写了四边形网格求解不可压缩N-S方程组的程序.分别采用三角形网格与四边形网格,对计算传热学中有基准解的顶盖驱动空腔流问题进行了模拟.结果表明:所提算法既可用于三角形网格,又可用于四边形网格；三角形网格与四边形网格的模拟解均与基准解吻合,验证...     

稠油热采蒸汽管道的总体设计方法

根据热经济学的原理，提出了稠油热采蒸汽管道总体设计的方法，总体设计与分步设计相比，可节省大量的初始投资，综合经济指标也高于分步设计方法，用ＦＯＲＴＲＡＮ语言将其编制了计算机程序，运用十分方便，大大节省了设计时间，这种方法可用于其它热输管道的设计。     

氟利昂预冷双氮膨胀液化工艺动态仿真与验证

为了研究带预冷的双氮膨胀液化工艺的动态特性,在小型撬装液化实验装置基础上建立相应的工艺动态模型,对电磁阀的流量系数进行微调,以适应蒸发器热负荷的变化;对压缩机控制与启动、预冷机组能量调节、LNG节流控制等实验工况进行仿真,并与实验结果进行对比。结果表明:氮气压缩机的控制与启动与实验测试结果一致,验证了压缩机控制动态模型的准确性;预冷机组能量调节受电磁阀流量系数的影响。LNG节流阀串级控制有效克服了温度响应的滞后,提高了控制质量。动态仿真可优化天然气液化工艺设计,指导设备的操作和运行,提高装置的安全性。