Study on steady surge pressure for Yield-Pseudoplastic fluid in a concentric annulus

Surge pressure caused by pipe moving through the wellbore full of drilling fluid is the main factor affecting wellbore stability, on which the additional mud density is designed. Thus it is desired to predict the surge pressure with high accuracy. While this is closely related with the selection of mud rheological models. Yield-Pseudoplastic model which has three parameters and is famous for its higher accuracy has been used to describe the mud rheological properties in recent years. Based on this model the paper presents a new theoretical model for calculating surge pressure caused by mud viscosity during tripping or casing in a concentric annulus of directional wells under steady laminar situation. For convenience, the paper plots the distribution of the coefficients of surge pressure for different conditions. An example is given. These results provide the basis for controlling pressure surges and tripping velocity.     

非牛顿流体雾化力学机理研究

本文用稳定性分析和数值计算方法研究了粘弹性液体射流雾化的力学机理。结果表明,雾化液体的 Ohnesorge 数和 Deborah 数的增大均使波频 ω_i 降低,但前者使空间增长率 k_1上升,而后者的作用相反。本文发现,对于雾化液体应使其表面扰动波的波数大于某一确定波数,并尽量降低液体的 Deborah 数。     

基于分形导数对非牛顿流体层流的数值研究

非牛顿流体具有复杂的流变特性,揭示该流变特性可以更加合理地指导非牛顿流体在工农业生产中的应用.经典的非牛顿流体本构模型往往形式复杂,仅能应用于某些特定的情况.分数阶导数模型具有参数少和形式简单的特点,己成功地应用于描述非牛顿流体的运动.Hausdorff分形导数作为一个备选的建模方法,相比分数阶导数具有更简单的形式以及更高的计算效率.本文基于Hausdorff分形导数改进现有牛顿黏性模型,提出分形黏壶模型.通过研究分形黏壶在常应变率下表观黏度的变化情况,以及在加、卸载条件下的蠕变及恢复特性,发现分形黏壶模型适合于描述具有黏弹性的非牛顿流体(本文称之为分形流体).结合连续性方程及运动微分方程,推导出分形流体在平行板间层流的基本方程.按是否拖动上板和是否存在水平的压力梯度分为3种工况,分别用数值方法计算这3种工况下流速在板间的分布及其随时间变化的情况.通过分析不同工况下的流速分布,发现水平的压力梯度会改变流速随时间变化的形状,且会推迟流速到达稳定的时间.在水平压力梯度不存在的情况下,不同阶数的分形流体具有相同的流速分布或是演变过程.另外,在水平压力梯度存在的情况下,上板速度不影响不同阶数分形流体间稳定速度的差值.     

管内上随体Maxwell流体非定常流动

本文研究了上随体Maxwell流体在圆管内非定常流动规律,对于上随体Maxwell流体模型,导出了特殊的运动方程,分别应用隐式差分格式和Kantorovich变分法,求得数值解,对两类方法的结果进行比较,揭示了粘弹流效应对管内非定常流动规津的影响,根据上述研究认为,以上的特殊的变分方法适应于研究非定常流动。     

非牛顿流体固粒悬浮流的若干问题

非牛顿流体固粒悬浮流具有广泛的应用背景,其特殊的流动属性使其成为一些新兴技术领域的核心突破点.同时,该流动又比较复杂,即便是在低固粒浓度的情况下,非牛顿流体特性也会对整个系统的微结构产生重要的影响,从而进一步影响固粒的运动.本文给出了非牛顿流体方程、固粒运动方程和非牛顿流体固粒悬浮流的特征参数,分析了这些参数的作用;阐述了单个固粒在管道中的径向移动、多固粒的相互作用和聚集、多固粒形成的链状结构以及非圆球固粒运动等方面的研究成果、结果分析以及尚未解决的问题,并对以上问题进行了总结和展望,给出了需要深入研究的具体问题和内容,旨在为进一步的研究提供参考和依据.     

套管内金属管爆炸挤压运动的一维不可压流体模型

本文采用一维不可压流体动力模型，考虑爆炸产物轴向飞散引起的稀疏波的影响，求解金属管在套管内的爆炸挤压运动，计算结果与实测相当一致，表明该模型在管挤压运动直至中期阶段是有效的。     

EXACT SOLUTIONS FOR MAGNETOHYDRODYNAMIC FLOW IN A ROTATING FLUID

An analytical solution is obtained for the flow due to solid-body rotations an oscillating porous disk and of a fluid at infinity. Neglecting the induced magnetic field, the effects of the transversely applied magnetic field on the flow are studied. Further, the flow confined between two disks is also discussed. It is found that an infinite number of solutions exist for the flow confined between two disks.     

侧柱对串列双柱脉动压力的干扰

研究了串列双圆柱旁加上一个等直径的圆柱，组成一个等边三角形排列的三圆柱的脉动压力分布．着重研究侧柱对串列双圆柱脉动压力分布的影响．研究的结果表明，绕流等边三角形排列的三圆柱，受影响最严重的是后柱．脉动压力分布出现了严重的不对称，外侧的压力脉动极其强烈，内侧的压力脉动较弱，与时均压力分布，很好的对应关系．另外，侧柱对于串列双圆柱是否达到超过临界间距的绕流流态，有很大的影响     

工业炸药爆轰压力的简易测定

介绍水箱电探针技术测定工业炸药爆轰压力的方法,实验分析了影响爆轰压力测量结果的因素。     

两层流体中二维非线性界面波的演化方程

给出两水平固壁间两层不可压缩理想流体中二维非线性界面波的演化方程，首先建立出这个演化方程，并由此方程在一定条件下得到二维非线性界面长波满足的近似方程，然后从理论上证明这个长波近似方程包含了以下两个描述一阶界面升高的著名的浅水孤立波方程；Korteweg-de Vries(KdV)方程和Kadomtsev-Petvishvili(KP)方程，所得特殊结果与前人的一致，表明所建立的二维非线性界面波演化方程正确且具有一般性。     

一种力-电协同驱动的细胞微流控培养腔理论模型

细胞培养液在微流控生物反应器中受到外界物理场（如压力梯度或者电场）作用流动而产生流体剪应力,并进一步刺激种子细胞调控其内部基因的表达,从而促进细胞的分化和生长,这个过程在自然生命组织内的微管中亦是如此。考虑到细胞培养微腔隙中液体流动行为很难实验量化测定,理论建模分析是目前可行的研究手段。因此建立了矩形截面的细胞微流控培养腔理论模型,将外部的物理驱动场（压力梯度与电场）与培养腔内液体的流速、切应力和流率联系起来,分别得到了压力梯度驱动（Pressure gradient driven,PGD）、电场驱动（Electric field driven,EFD）及力-电协同驱动（Pressure-electricity synergic driven,P-ESD）三种驱动方式下的液体流动理论模型。结果表明该理论模型与现有的实验结果基本一致,具体地:力-电协同作用下的解答为压力梯度驱动和电场驱动结果的叠加。细胞培养腔内的流体流速、剪应力及流率幅值均正比于外部物理场强幅值,但随着压力梯度驱动载荷频率的增大而减小,随着电场驱动频率的变化不明显。在压力梯度驱动作用下,细胞贴壁处的切应力随着腔高的增大而线性增大,流率则随着腔高的增大而非线性增大,而电场驱动下的结果不受腔高的影响。生理范围内的温度场变化对压力和电场驱动的结果影响不大。另外,在引起细胞响应的流体切应力水平,电场驱动能提供较大的切应力幅值而压力梯度驱动则能提供较大的流率幅值。该理论模型的建立为细胞微流控生物反应器实验系统的设计及参数优化提供理论参考,同时也为力-电刺激细胞生长、分化机理的研究的提供基础。      

深部砂土三轴高压卸载结构变化的CT研究

用取自山东巨野矿区埋深近 6 0 0m的深部砂土样,在三轴试验机上进行围压为 12MPa的三轴卸载试验,同时用CT装置探测试样在试验全过程中内部结构变化,并对纪录的CT图片进行了计算机图像分析处理,分析了深部砂土在高压卸载条件下变形和破坏结构性变化本质特点。     

无限均质弹性体中圆片裂纹受均布载荷时的超奇异积分方程封闭解

本文运用一种特殊技巧将一个受均布压力作用的圆片裂纹超奇异积分方程化为Ａｂｅｌ积分形式，从而可获得超奇异积分方程中未知位移间断的封闭解。再利用这个封闭解和应力强度因子的定义，得到了一个无限弹性体中受均布载荷分布时圆片裂纹前沿Ｉ型应力强度因子的精确表达式。所得到的结果与现有解完全相同。     

内压和自重作用下浅埋管道围岩的应力解1)

对于浅埋管道而言,土体自重对其围岩应力场影响不可忽略。基于Verruijt提供浅埋洞室问题求解基本方法,同时考虑自重和内压作用,研究了半无限域中圆形孔洞的围岩应力问题。利用复变函数、保角映射和傅里叶变换等方法,推导了考虑围岩自重和内压作用下半无限域中孔洞应力的解析解,分析了内压和孔洞大小及径深比对考虑自重作用下的围岩应力的影响,为管道设计和施工安全提供了理论依据。