科学技术与工程杂志

道路结冰的温度预报方法研究进展

提高道路结冰的温度精细化预报能力一直是开展交通气象服务待解决的难点问题。首先综述了近年来道路地表温度预报方法的研究进展,其次对地表温度预报方法进行了分类,并详细介绍了相关的研究情况,最后分别评价地表温度预报方法的优缺点,为未来道路温度预报预警的发展提供了借鉴思路和方向。

海砂制备混凝土合规资源化关键问题

海砂是未来工程建设的重要资源。海砂制备混凝土合规资源化关键在于海砂开采、运输、销售、使用等环节,关键问题是海砂资源管理、海砂制备混凝土控制标准和海砂控制指标检测技术。通过文献调研了荷兰、日本、美国、英国、以色列和印度等国海砂开采管理制度,整理了中国在海砂资源管理方面的政策文件;对比了中外规范对海砂用于制备混凝土氯离子控...

真空预压法处理吹填超软地基10a进展及展望

近十年来,大量围填海等吹填造陆工程相继开展,真空预压是处理吹填超软地基的主要方法。由于吹填超软地基的性质比一般软基更差,真空预压处理中遇到了一系列新问题,研究和解决这些新问题推动了技术的持续发展。总结了真空预压法处理吹填超软地基的进展,各项改进措施及其对加固效果、经济、环境、工期的影响。超软地基表面施工用泡沫浮桥法搭建作...

基于特征正交分解与离散经验插值的浅水波模式降阶解法

利用特征正交分解方法(proper orthogonal decomposition method,POD)与离散经验插值方法(discrete empirical interpolation method,DEIM)对旋转大气中有限区域浅水波模式进行降阶处理,获得浅水波模式的POD/DEIM降阶模型(ROM)及其数值解,评估降阶模型刻画大尺度大气系统的能力和效率。研究结果表明:POD/DEIM降阶模型从根本上实现了浅水波模式降...

输水隧洞建造过程中泵送混凝土管道的冲蚀机理

采用数值模拟方法对龙开口水电站1号输水隧洞混凝土泵送过程中管道冲蚀磨损问题进行研究。利用离散相模型(DPM)分析泵送管道的冲蚀磨损机理,结合1号隧洞实际泵送混凝土的情况来验证数值模型是否正确。通过模拟从整个管道固相体积分数分布与弯管出口处的压强变化等特征理解其内在的多相流动规律,模拟得到的弯管最大冲蚀磨损部位与实际泵送过程中...

可渗透弹性悬臂梁式薄板横向绕流变形分析

采用相容拉格朗日-欧拉法,求解可渗透弹性悬臂梁式薄板在理想流体横向绕流下的小变形问题。通过具体算例,分析了流速、板的几何尺寸及渗透参数对可渗透弹性悬臂梁式薄板挠度、应力大小的影响。假设弹性薄板的孔很小且均匀分布,不会对其弯曲刚度及外部流场产生影响,忽略小孔所造成的阻力。根据弹性薄壳理论和接触面动力学方程得到可渗透弹性梁式...

重力卫星时变重力场去相关滤波算法的参数选择

由于重力场模型球谐系数高阶次项相关误差,利用GRACE(gravity recovery and climate experiment)时变重力场反演地表质量迁移的结果会呈现出显著的南北条带误差。而滑动窗口多项式滤波算法是处理相关误差的有效方法之一,为了提高该算法的去相关效果,根据GRACE时变重力场模型的反演结果,分析并选取该算法的最优参数。实验结果表明:GRACE时变重力...

基于最小体积封闭椭球算法的多段水力压裂改造体积估算

压裂改造体积(stimulated reservoir volume,SRV)是页岩油气开发的重要参数之一。为了解决在多段水力压裂作业过程中,不同压裂井段间压裂改造体积彼此重叠、单段压裂可能会形成复杂裂缝网络的问题。提出了基于最小体积封闭椭球算法(minimum volume enclosing ellipsoid,MVEE)的SRV估计算法。该算法首先使用DBSCAN(density based spatial cluster...

二维黏弹介质五点八阶超紧致有限差分声波方程数值模拟

首次将五点八阶超紧致有限差分格式(CCD8)用于黏弹介质声波方程的数值模拟中,并对该格式进行了频散分析和精度分析,与普通紧致差分格式进行比较。随后,根据泰勒级数展开黏滞声波方程,建立了位移场时间二阶离散格式,将CCD8用于对位移场空间导数的求取,且对CCD8格式进行稳定性研究。最后将CCD8格式运用于均匀介质模型以及水平层状介质模型以及Marm...

基于灰色关联度-主成分法的高速公路雾灾评估模型——以沿海高速江苏段为例

基于2010—2014年沿海高速江苏路段的管制信息和气象监测数据,详细分析了大雾灾害发生时的数据特征,构建了高速公路雾灾灾情评估指标体系。进一步构建了基于色关联度-主成分法(GRA-PCA)的高速公路雾灾灾情评估模型,即运用灰色关联度分析法计算各指标样本数据的关联系数,运用主成分分析法获得各指标关联系数的权重,通过指标关联系数的加权平均值...

钻孔地质雷达天线收发信号数值模拟

为了解决钻孔地质雷达数值模拟中天线长度的影响,通过理论推导和数值计算研究天线中电流于电压的相互转换。对于发射的信号,首先根据激发的电压与的卷积得到天线中电流的分布,从而得到计算区域的电场;对于接收信号接收天线处的电场与卷积得到该无限小的天线电流强度,然后根据天线长度对其进行积分得到天线总电流的大小,与接收天线的负载电阻相乘...

寺家庄矿煤层顶板岩性有色反演预测

煤层的顶板岩石的封堵性对煤层气的储集非常关键。有色反演可以获得相对波阻抗的变化,对测井的依赖度低、平面分辨率高,可用于少井区煤层顶板岩性的分布进行预测。在原始地震数据谱蓝化处理、提高分辨率的基础上,对寺家庄矿三维地震数据进行了有色反演,预测了9号、15号煤层顶板岩性。结果表明:相对波阻抗体异常与钻孔岩性较为吻合,并通过相对波...

地下采煤引起的黄土裂隙化物理模型试验研究

煤矿采空区的黄土边坡裂隙化严重,为研究地下采煤对黄土边坡裂隙化的影响,通过分级撤去缩尺模型底部支撑力来模拟开采过程,利用布里渊光纤应变测试仪监测各阶段中坡体的应变,结合其位移变化,分析黄土斜坡在地下采空条件下裂隙产生的位置、形态、斜坡体内部应力变化及黄土斜坡裂隙化规律。结果表明:地下采煤不仅导致黄土斜坡产生剪切裂缝还会产生...

转化型二次失稳边坡变形特征及失稳成因分析——以余凯高速RK24滑坡为例

RK24滑坡由浅层滑动逐渐转化为深层滑动,是一个转化型二次失稳边坡典型案例.在RK24滑坡详细调查基础上,研究转化型二次失稳边坡的变形特征与失稳成因,并提出相应的治理措施。结果表明:①合理划分滑体横纵剖面,有限的监测数据能准确反映滑体内部变形情况,变形量差值拐点为滑面,稳定区域局部异常点裂隙发育;②丰富松散物源、优势节理构造提供基础...

基于确定性系数模型与逻辑回归模型耦合的地质灾害易发性评价——以贵州省开阳县为例

贵州省开阳县地质条件复杂,区内地质灾害频发。以该县为研究区,选取高程、坡度、地形起伏度、坡向、工程岩组、斜坡结构、断层、水系、归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)等9个影响因子,基于GIS的栅格数据模型,分别采用确定性模型(certainty factor,CF)、Logistic回归模型以及两种模型耦合的方法进行地质灾害易发性评...

黄芪丹参配伍提取物经VEGF、Ang1/Tie2通路对心肌梗死大鼠血管新生的病理影响

基于集合经验模式分解和公共空间模式的脑电信号特征提取

公共空间模式(common spatial pattern,CSP)能够较好地提取运动想象任务时脑电信号的判别特性,但是其性能与大脑进行想象任务的频带相关。为了确定这样一组频带实现精确的分类,基于集合经验模式分解、FIR滤波器组以及公共空间模式算法提出了一种脑电特征提取方法。预处理去除伪迹后的信号首先经过集合经验模式算法获得多个模函数,然后选择出包含...

肥胖低通气综合征患者血清瘦素水平的变化及意义

基于卡方检验的计算流体动力学网格无关性分析

为了研究计算流体动力学数值模拟的可靠性验证,提出了用卡方检验的方法来判断网格收敛,以刀片切泥制浆数值模拟为例,通过卡方检验法研究了不同疏密网格对于1 s内泥浆飞溅体积量和1 s内泥浆平均侧面飞溅速度模拟结果的影响。结果表明:用卡方检验方法判定网格收敛性与采用网格收敛指数判定网格独立性的分析结果一致,并和实验结果是趋近的,当本模型...

基于氮化铝薄膜的压电水听器的研制

为将氮化铝(AlN)的压电特性与微电子机械系统(microelectro mechonical system,MEMS)的微加工技术相结合,研制基于AlN压电薄膜结构的单电极水听器。通过采用COMSOL仿真方法研究了器件在20~100 Hz低频范围内谐振特性,结果表明压电薄膜优化厚度0.8~1.0μm,振动薄膜直径100μm。给出了器件制备工艺流程,采用感应耦合等离子体(inductively coupled pla...

600 MPa级汽车大梁钢疲劳极限确定和疲劳断裂原因分析

为确定薄板坯连铸连轧(flexible thin slab rolling,FTSR)短流程生产线生产的600 MPa级汽车大梁钢是否满足装车要求,利用升降法研究了汽车大梁钢的抗疲劳性能。研究结果表明,采用对数试验应力-对数疲劳寿命拟合的方法要优于直接采用试验应力-疲劳寿命,计算得到了不同存活率下的P-S-N曲线,由图得到疲劳极限强度为294 MPa,经过数值计算得到的疲劳...

黏土矿物微观孔隙对甲烷吸附行为的分子模拟

为了研究黏土矿物对CH 4的吸附规律和页岩储层对CH 4的最小储集空间界限,利用Materials Studio软件构建三种黏土矿物伊利石、蒙脱石和高岭石的微观模型,运用蒙特卡洛方法和分子动力学方法,研究在不同压力、不同孔径空间下三种黏土矿物对CH 4的吸附规律。结果表明:随着孔径和压力的增大,CH 4气体在三种黏土矿物层间的吸附量逐渐增大;不含水的黏土...

基于离散裂缝网络模型的陆相页岩超临界CO2压裂滤失特征

鄂尔多斯盆地延长探区陆相页岩裂缝网络发育,超临界CO2的黏度极低,滤失性极强,准确计算CO2滤失量对压裂设计有重要意义。相对于双重介质模型,建立的离散裂缝网络模型可以考虑不同裂缝密度、尺寸、角度等分布特征。使用山西组页岩的储层参数分析了不同天然裂缝参数对CO2滤失速度的影响,最后使用YYP1-1井的实际泵注程序和实时微地震数据对模型进行...

页岩储层黏土矿物对裂缝导流能力伤害的影响

页岩气的有效开发依赖于人工裂缝的产生,而要持续高效的进行页岩气开发,需要采用支撑剂保持人工裂缝的导流效果。目前,对于页岩储层支撑裂缝导流能力伤害的微观机理尚不清楚。以中国南方海相页岩为研究对象,开展岩板导流能力伤害实验,并与致密砂岩和常规砂岩进行对比,分析压裂液注入过程中导流能力变化规律。结果显示随着压裂液的持续注入,大量...

聚合物驱油井无因次流入动态方程及其应用

常规的油井流入动态模型不能用于分析聚合物驱油井的流入动态关系,现有聚驱油井流入动态模型求解普遍较为复杂,不便于现场应用。通过无因次化处理得到了聚驱油井的无因次流入动态方程,以数值模拟技术为手段,研究了不同地质油藏条件、不同流体性质和不同聚合物溶液性质的聚驱油藏的油井流入动态状况,仿照Vogel处理溶解气驱油藏无因次流入动态曲线...

普通稠油降黏剂驱物理模拟和数值模拟

为实现普通稠油热采向降黏剂驱的转换,首先通过实验评价了降黏剂的静态性能参数,然后通过岩心驱替实验开展了降黏剂驱注入特征和驱油效果研究,其次通过微观可视化实验研究了降黏剂驱提高采收率的机理,最后运用非线性混合法则的方法,得到了降黏剂在数值模拟中的实现方法;并对物理模拟结果进行了数值模拟计算和历史拟合。研究结果表明,稠油降黏剂...

注入时机对低矿化度表面活性剂驱油的影响

近年来,针对低矿化度水为注入液的研究结果表明,低矿化度水在一定程度上有提高采收率的作用。相比于低矿化度水驱,低矿化度表面活性剂驱在提高采收率方面具有更大的优势。然而,低矿化度表面活性剂注入时机对驱油的影响缺乏相关研究。选择一种能在低盐度环境下获得油水超低界面张力的阴离子表面活性剂KPS,在不同转注时机下进行低矿化度表面活性剂...

长宁区块页岩气水平井组地质工程一体化

四川盆地南部地区下志留统龙马溪组页岩气资源量丰富,开发潜力巨大,但页岩储层渗透率极低,无自然产能,属于典型“人造气藏”;必须同时关注储层品质、钻井品质、完井品质,才能获得最大的单井预估最终可采储量(estimated ultimate recovery,EUR)和最高的采收率。因此,为了应对这一挑战,长宁页岩区块开展地质工程一体化技术攻关,形成了地质建模、地...

渐缩型气动喷砂喷嘴冲蚀模拟分析

为研究气动喷砂枪喷嘴喷射颗粒对自身造成的冲蚀磨损情况,通过选取渐缩型气动喷砂喷嘴为研究对象,运用CFD软件对其内部流场及颗粒运动特性进行模拟分析;通过改变收缩角度、颗粒粒径及颗粒质量流率进一步分析影响喷嘴冲蚀速率变化的规律。结果表明:喷嘴的冲蚀区域主要集中在收缩段及收缩段与出口段交界面处;以收缩角度为30°、45°、60°的喷嘴为例,...

基于高斯伪谱法的双摆桥式起重机消摆策略分析

为了解决桥式起重机钢丝绳和负载的双摆问题,提出采用高斯伪谱法实现消摆。深入分析了影响吊具与负载摆动的控制因素,通过系统运动状态运用拉格朗日方程建立了双摆桥起动力学模型和最优控制模型,依靠相同运动曲线的输入验证了模型的有效性;将原最优控制问题转换为高斯伪谱形式,采用高斯伪谱法直接对建立的模型进行分析并在有限时间内获得最优解...