天然裂缝影响下的花岗岩水力裂缝扩展数值模拟     

王璜  王贵玲  岳高凡  甘浩男 《地质学报》2020,94(7):2124-2130

水力压裂技术是成功实现干热岩资源开发利用的重要手段之一，数值模拟技术能够精准预测水力裂缝扩展。针对典型花岗岩，借助黏性单元法，分别模拟了致密花岗岩和天然裂缝存在情况下的水力裂缝扩展特征，得出以下结论：致密花岗岩的水力裂缝形态单一，天然裂缝的存在增加了压裂后裂缝的复杂性；致密花岗岩水力裂缝拓展主要分为憋压和拓展两个交替往复的阶段，当存在天然裂隙时，水力压裂过程会变得复杂；天然裂缝存在时，水力裂缝的缝长和缝宽分别为致密花岗岩的5. 7倍和1. 7倍；缝网的形成需要借助复杂的压裂工艺实现。研究结果可以为增强型地热系统(EGS)储层水力刺激工作提供理论支持。  相似文献   

中小型海水淡化装置及其能量回收技术的开发和应用          下载免费PDF全文

宋代旺  初喜章  王生辉  邱冠华  王海涛  蒋立冬  殷尉 《海洋开发与管理》2018,35(4):93-97

海水淡化是解决沿海地区淡水资源短缺问题的重要途径,目前我国适用于海岛、舰船和钻井平台等工况的中小型海水淡化装置及其能量回收技术还不完善。文章分别介绍手持式、自增压式和撬装式(船用、岛用和风光油储一体化)中小型海水淡化装置系列的技术特点,并按类别分别介绍装置关键技术即能量回收技术的工作原理,提出研发中小型海水淡化装置与能量回收一体机的系列化产品可有效降低能耗、促进技术进步和满足国内需求。  相似文献   

港湾中海啸流的模拟及其时空演变特征对输入条件不确定性的响应分析          下载免费PDF全文

王培涛  闪迪  侯京明  王岗  高义  任智源  范婷婷  王宗辰  王君成 《地球物理学报》2018,61(4):1325-1340

一直以来，海啸波特征作为表征海啸潜在破坏性的参数指标得到了广泛应用，特别是针对近场极端海啸事件造成的灾害来说，这种表征具有较好的适用性.然而总结分析历史海啸事件造成的损失发现：在远场近岸及港湾系统中，海啸诱导的强流却是造成损失的主要原因.陆架或港湾振荡导致海啸波幅快速升降诱发强流，可能促使港工设施受到威胁及损害，进而对海啸预警服务及海事应急管理提出了新的挑战.因此，全面理解与评估海啸在港湾中诱发的灾害特征，探索港湾中海啸流的数值模拟方法，发展针对港湾尺度的海啸预警服务指导产品尤为迫切.受限于海啸流验证数据的缺乏及准确模拟海啸流技术方法的诸多不确定性，大部分海啸数值模拟研究工作主要是针对水位特征的研究及验证，可能导致对港湾中海啸灾害危险性认识的曲解与低估.本研究基于非线性浅水方程，针对夏威夷群岛三个典型港湾建立了精细化海啸数值模型（空间分辨率达到10 m），并联合有限断层破裂模型计算分析了日本东北地震海啸在三个港湾及其邻近区域的海啸特征，波、流计算结果与实测结果吻合较好，精细化的海啸港湾模型模拟结果可信.模拟发现港湾中较小的波幅，同样可以产生强流.综合分析日本东北地震海啸波、流特征对输入条件不确定性的响应结果发现：港湾中海啸波-流能量的空间分布特征差异较大，这与港湾系统中海啸波的驻波特性相关；相比海啸波幅空间特征，海啸流特征具有更强的空间敏感性；海啸流时空分布特征对输入条件的不确定性响应比海啸波幅对这些不确定性的响应更强，海啸流的模拟与预报更有挑战性；不确定性对海啸流计算精度的影响会进一步传导放大港湾海啸流危险性的评估及对港工设施产生的应力作用的误差，合理的输入条件对海啸流的精确模拟至关重要.最后，希望通过本文的研究可以从海啸波-流特征角度更加全面认识近岸海啸灾害特征，拓展海啸预警服务的广度与深度，从而为灾害应急管理部门提供更加科学合理的辅助决策产品.  相似文献   

可替换式桥梁横向防落梁限位装置抗震性能研究          下载免费PDF全文

闫磊  安康  岳克锋  李果  尹修城  姜渝  付亚男 《世界地震工程》2020,(3):172-180

针对目前桥梁结构横向防落梁限位装置损毁后修复困难的问题，提出一种新型的带可更换耗能段的桥梁横向防落梁限位装置。分别以可更换耗能段的腹板厚度、腹板高度及安装位置等为参数，采用有限元软件ABAQUS建立了10个不同参数的装置模型并对其开展拟静力仿真试验，探讨其工作机理，验证其可更换的设计思想并剖析其破坏机理，研究各参数对装置滞回曲线、承载力、延性和耗能能力的影响规律。结果表明:该装置可通过先可更换耗能段破坏再竖板破坏达到多道设防和分级耗能的目的，且整个加载过程中装置的滞回曲线饱满、稳定、无明显捏拢，表现出良好的耗能能力；随着可更换耗能段腹板厚度的增加，装置屈服承载力、极限承载力、屈服位移、极限位移以及延性系数逐渐增大，耗能能力逐渐增强；可更换耗能段高度对装置屈服承载力影响不显著；随着可更换耗能段高度的增加，装置极限承载力逐渐增大，装置屈服位移先增大后减小，装置极限位移整体呈下降趋势，装置的延性系数和耗能能力逐渐减小；可更换耗能段的安装高度对装置屈服承载力和耗能能力的影响无统一规律，但与装置的屈服位移、极限位移及延性系数成负相关。基于本析结果，建议装置在满足承载力要求的前提下，应尽量选取可更换耗能段腹板厚度较厚、高度较小和安装位置较低的参数进行设计。  相似文献   

碟形越浪式波能发电装置的三维数值模拟     

刘大方  刘臻  张国梁 《海岸工程》2020,39(4):237-245

基于计算流体力学软件的三维数值模拟技术,分析了碟形越浪式波能发电装置的越浪性能,通过构建基于水气两相VOF(Volume of Fluid)模型的三维数值波浪水槽对该装置进行三维数值模拟研究,数值计算结果与物理试验结果相互对比验证较为吻合,验证了所构建的三维数值波浪水槽的可靠性,通过考察装置的坡度、导流叶片个数、干舷高度对越浪性能的影响确定装置的最优结构参数。结果表明,在装置的斜坡面边缘增加回流板可减少波浪的反射,提高装置的越浪性能。在数值模拟中将装置的斜坡面边缘处安装回流板对碟形越浪式波能发电装置参数进行优化,通过分析回流板的长度对装置越浪性能的影响来探索最优回流板长度。  相似文献   

前墙结构对OWC气室捕能效果影响的数值研究     

曲铭  于定勇  王世林  康骁 《海岸工程》2020,39(2):111-118

基于不可压缩黏性流体理论和VOF(Volume of Fluid)方法建立了二维数值波浪水槽模型,将模拟波形与波浪理论值进行对比,分析了模型可靠性,并利用该模型研究了5种不同前墙结构OWC气室在不同波高、周期时的出气口速度和气室内空气压强。基于模拟结果,从波能-动能转换效率和气室内空气压强角度分析了前墙结构对OWC气室的捕能效果的影响。结果表明:对于传统的直立型OWC气室,采用合适的前墙结构可有效提高OWC气室的捕能效果;相比三角截面(20D型,30D型)和矩形(Y型)截面前墙,采用椭圆截面(20TY型,30TY型)的前墙结构的捕能效果更优,且在周期较大(1.6和1.8 s)时其作用更显著,其波能-动能转换率相对Y型前墙结构气室平均提升37%;5种前墙结构不同的气室中,20TY型和30TY型前墙结构气室的捕能效果最优。  相似文献   

“SEADRAGON”海洋磁测仪拖鱼工业设计研究     

王开天  杜爱民  罗浩  赵琳  孙树全  李智 《地球物理学进展》2019,34(6):2515-2520

海洋磁测仪是用于各水域中探测磁场的一种高精度磁异常探测器.与发达海洋国家相比,我国的海洋磁测仪器整体水平尚有较大差距,市场占有率较低.本文针对现存的问题和困难点,通过对传统海洋磁测仪的广泛调研和大量研究,从设计的视角研究了海洋磁测仪的发展与更新换代,借助工业设计的方法对传统托鱼从设计上进行创新和改进.整个设计过程主要有两大创新点:(1)托鱼造型语言的更新换代;(2)降低托鱼丢失率的防丢设计.本文的研究对我国海洋磁测仪的设计及发展提供一种新的解决方案.  相似文献   

基于MPI并行算法的电阻率法多种装置数据的三维联合反演          下载免费PDF全文

马欢  郭越  吴萍萍  谭捍东 《地球物理学报》2018,61(12):5052-5065

由于地表电阻率法受到浅地表局部异常体的干扰，反演精度受到影响，井中装置数据资料参与反演虽然可以减小浅地表局部异常体的干扰，但是由于钻井位置的局限性，数据量得不到保障，也会导致反演精度降低.为此，本文开发了一套结合地表、地-井、井-地和井-井装置数据的三维联合反演算法.首先，利用有限差分法实现正演模拟，采用非线性共轭梯度法（NLCG）恢复电阻率结构；其次，调用Message Passing Interface（MPI）函数库加速正演模拟和灵敏度矩阵运算，当开辟12个进程时，反演程序获得最大加速比4.51；最后，通过合成数据和实测数据算例证明该反演算法的有效性，也证实了多种装置组合数据体反演结果明显优于单一地表装置数据体反演结果.  相似文献   

新型钢弹簧浮置板道床隔振试验与数值分析研究          下载免费PDF全文

高扬  张强  刘文光  李腾 《世界地震工程》2020,(3):038-47

提出了一种附加位移放大杠杆的新型钢弹簧浮置板道床隔振装置并进行了理论分析，给出了该装置基于位移放大倍数的阻尼力和耗能计算公式。同时设计制作了附加3倍位移放大的新型钢弹簧浮置板道床隔振装置并进行了地铁振动测试，试验结果表明:该装置隔振效果显著。通过建立新型钢弹簧浮置板道床隔振系统有限元分析模型，数值模拟结果与实测振动数据可进行较好的吻合，结果表明:新型钢弹簧浮置板道床隔振系统能有效地减小结构的动力响应。  相似文献   

浮力装置触发深海管道水平向整体屈曲效果的数值模拟研究     

曹洋  张淑华  孙林 《海洋通报》2019,38(6):719-726

海洋油气资源的运输主要通过海底管道进行,管道在工作时受到较大的温度荷载,会产生整体屈曲变形。深海管道设计中常采用人为装置触发一定程度的水平向整体屈曲变形,来释放轴向的温度应力,浮力装置是常用的触发方式之一。本文通过数值模拟研究,分析了不同浮力大小和不同浮力施加范围下,管道水平向整体屈曲的临界屈曲力,得出临界屈曲力随浮力大小和施加范围变化的情况;并研究了不同土体阻力下,浮力装置触发整体屈曲的效果。研究表明,水平向土体阻力较大时,浮力装置触发水平向整体屈曲的效果较好。浮力装置的触发效果对轴向土体阻力不敏感。  相似文献