基于FLUELT的滑行艇直航运动数值模拟计算

针对滑行艇运动的水动力性能预报问题,在FLUENT软件平台上,使用VOF方法,结合RNG k-e模型,通过求解Navier-Stokes方程,对水面滑行艇的直航运动进行数值模拟计算,获得滑行艇航行阻力随航速变化规律.该规律直观反映了滑行艇周围流场变化情况和滑行艇艇底的压力.变化情况.FLUENT计算结果与船模试验值及理论估计值的比较结果证明了在FLUENT平台上模拟水面滑行艇直航运动和研究水动力性能的可行性,该方法具有较高的准确性.     

页岩气藏渗流机理及压裂井产能评价

为了掌握页岩气藏生产动态特征,提高页岩气井产能,对页岩气藏渗流机理及产能评价进行研究.页岩气藏与常规气藏最主要的差异在于页岩气藏存在吸附解吸特性.利用Lang-muir等温吸附方程描述页岩气的吸附解吸现象,点源函数及质量守恒法,结合页岩气渗流特征建立双重介质压裂井渗流数学模型,通过数值反演及计算机编程绘制了产能递减曲线图版.分析了Langmuir体积、Langmuir压力、弹性储容比、窜流系数、边界、裂缝长度等因素对页岩气井产能的影响.     

基于波能守恒方程模拟近岸波流场

基于波能守恒方程对平直斜坡上近岸波浪场以及近岸波浪斜向入射破碎后所产生的沿岸流场进行数值模拟.鉴于平直斜坡地形较简单,便于简单计算,利用基于波能守恒方程建立的波浪场数学模型计算得到波高的变化,从而利用Longuet-Higgins计算辐射应力.在此基础上,利用近岸波流场数学模型对实验波况下的波流场进行模拟,并将数值模拟结果与实验结果进行比较.结果表明,该模型可以很好地模拟近岸波流场.     

卡尔曼方程数值解法及其实验论证

卡尔曼方程是研究单位压力分布以及总轧制压力的基础。前人都是在各种假定条件下对卡尔曼方程进行求解,推出各自的压力公式。本文是用实验的方法测定变形区内各参数的实际变化规律,如变形抗力沿接触弧长度的分布规律,辊面和轧件之间摩擦系数沿接触弧长度的分布规律即数学模型。将这些模型(几何形状模型,变形抗力模型,摩擦系数模型)代入卡尔曼方程。借用电子计算机去寻求卡尔曼方程在特定条件下的数值解,以提高轧制压力的计算精度。本数值解法可供轧制机理的研究参考。     

低温还原铁矿微粉过程的数值模拟

研究了H2在360～400 ℃之间还原铁矿微粉的过程,并提出了微空间尺度下瞬时气固反应动力学模型,以模拟氧化铁微粉在低温下的还原过程.这个模型包括了非均相化学反应动力学方程、颗粒内的传热方程和气体扩散方程,采用全隐式有限差分方法对控制方程进行数值求解.通过数值计算得到不同颗粒度矿粉在不同温度下还原率随时间的变化, 并根据反应热和气体浓度在反应过程中的行为得知化学反应和气体内扩散在反应速率控制过程中所起的作用.数值模拟结果与试验结果基本吻合.     

无缝钢管张力减径过程内六方产生的模拟分析

根据无缝钢管张减过程的变形特点,利用MSC.Marc软件建立了三维热力耦合有限元分析模型,对18机架张力减径试轧产品进行数值模拟,模拟结果与实测数值的对比表明建立的分析模型实用可靠,精度较高.通过研究各机架出口断面不同点的壁厚变化,得出减径后钢管横向壁厚分布不均,探讨了内六方缺陷产生的原因.该模型的建立为分析产品缺陷、指导工艺设计提供了依据.     

薄带连铸布流器数学物理模拟研究

按照相似理论的原则,采用宝钢自主开发的布流器系统,建立了薄带连铸1：1的水模型。应用中科院DJ800系统测定了在不同的水口插入深度情况下的熔池内液面波动情况;与此同时,应用连续性方程、N-S方程及湍流k-ε方程对该模型进行了流体数值计算,得出了水模型内部的流场分布,对比数值计算的结果与水模型试验结果,两者吻合较好。     

热压铍材静-动态变形行为及其本构方程

采用改进的PTW方程和LM参数方程构建了一个新的金属材料本构方程模型;应用Hopkinson压力杆法获得热压铍材不同温度和应变速率下静-动态应力-应变曲线数据,确定了本构方程中材料参数。结果表明,计算曲线与实验曲线吻合的较好,该本构方程可应用于预测热压铍材不同温度和应变速率下静-动态流变应力。     

含微裂缝页岩储层渗流模型及压裂井产能

根据页岩气储层纳微米孔隙和微裂缝结构特征,建立含微裂缝表面层基质-裂缝双重介质球形模型.综合考虑扩散和滑移对页岩气产能的影响,利用Langmuir等温吸附方程描述页岩气的解吸吸附,通过Laplace变换和Stehfest数值反演,得到页岩气藏压裂井定产和定压条件下的井底流压和产量的解析解,并进行页岩气藏压裂井产能预测及影响因素分析.结果表明:微裂缝是页岩气基质微观孔隙和宏观裂缝运移的主要渗流通道;微裂缝的渗透率越大和长度越长,页岩气井产量越大.      

对流扩散方程的三次样条差分格式

提出了两种新的求解对流扩散方程的三次样条差分格式.首先利用变换将对流扩散方程变为扩散方程,然后分别结合二阶和四阶精度的三次样条公式获得两个无条件稳定的差分格式,其局部截断误差分别为0(t2+h2)和0(t2+h4).数值实验表明,文中方法优于以往的三次样条方法.