基于广义逆矩阵理论的杆系结构形态创构方法#br#

广义逆矩阵理论被广泛应用于不稳定结构的形态分析。不稳定结构在荷载作用下，其形状会发生变化直至其势能达到最低，此时的结构处于无弯矩的平衡状态。根据该原理并结合广义逆矩阵理论提出一种适用于杆系结构的形态创构方法。该方法将杆系模型中杆单元进行分组，在每一组中杆单元总长度不变的条件下，建立控制结构形状变化的移形方程。利用广义逆矩阵理论和势能梯度确定使模型势能下降最快的方向，并逐步调整节点位置直至势能达到最低。临时单元和单元组的引入使得该方法可以应用于多种形式结构的形态创构，合理地设置单元组和临时单元可以实现单元长度与单元内力的重新分配进而实现诸多功能。算例分析说明该方法的特性并验证其有效性。     

南极冰岩界面钻进过程孔斜规律研究及调控装置设计

南极冰层下基岩取心,对于研究南极冰川形成的历程和全球气候变化等方面具有重要的意义。钻遇冰层和岩层的倾斜交界面时,极易发生孔斜,影响基岩取心的质量甚至成败。本文分析了钻头在冰岩界面钻进过程中的受力状态,探究了地层倾角、钻压、转速、机械钻速、单位体积切削功等因素对钻头受力及孔斜规律的影响。最后,基于满眼防斜的原理设计了针对冰岩界面防斜的垂直入岩装置。     

基于B样条的自由曲面结构形态创构方法研究

在B样条曲面上设定关键点并引入参考平面,利用所设定的关键点形成B样条曲面与参考平面上参数化B样条曲线确定的内外边界,采用Delaunay网格划分技术进行三角划分,生成能够适应复杂边界的自由曲面初始结构。利用关键点坐标的变化与自由曲面应变能的关系,推导了应变能对关键点的敏感度,建立了结构应变能最小化的自由曲面结构形态创构的方法,解决了以节点为优化变量计算效率低且优化后曲面不光滑需要二次加工的问题。研究结果表明,所提出的方法可以解决在实际工程应用中具有复杂边界的自由曲面形态创构问题,可以创构出自由、灵活的多种合理自由曲面结构,由此获得的曲面结构具有刚度大、承载力高,同时最大限度地抑制了弯矩的产生,且具有初始缺陷对结构受力性能影响减小的特点。     

注入甲醇抑制剂法开采神狐海域天然气水合物数值模拟研究

我国神狐海域天然气水合物储量丰富,为我国提供了大量的能源储备,采用高效的开采方式能有效地解决我国能源短缺的问题。注入抑制剂法是一种主要的开采天然气水合物的方法。甲醇是一种性能优良的抑制剂,具有抑制性能好且粘度低的优点。本文根据实际地质参数建立了三维三相四组分开采海域天然气水合物数值模型,采用中间注入井两边生产井的水平井布井方式,通过数值模拟手段研究了注热甲醇溶液抑制剂法开采水合物的动态特征,与单一降压法和注入热水法的开采效果进行了对比。结果表明,注入热甲醇溶液能够提高储层温度并且甲醇能促进水合物的分解,改善了单一降压法和注热水法的不足,具有更高的初期产气速率,更高的初期气水比,以及更高的水合物分解效果,是一种具有竞争力的开采手段。