中低渗高阶煤煤岩毛管压力数学表征

毛管压力对煤层气开发具有重要意义。为定量表征中、低渗高阶煤煤岩毛管压力曲线,开展了中、低渗高煤阶煤岩高压压汞实验,利用得到的毛管压力数据回归建立了新的毛管压力曲线双参数和单参数数学模型,并研究了参数a、b间关系,以及参数a、b对毛管压力的影响及其影响因素。结果表明,本研究拟合建立的新毛管压力模型能够很好地拟合中、低高阶煤样的高压压汞实验测试得到的毛管压力数据,拟合程度达到98%以上,为定量表征高阶煤储层毛管压力提供了经验公式。根据本文建立的新毛管压力经验公式,在以SHg为横坐标,以lnPc-lnPmin-ln(SHg^0.5)为纵坐标的在直角坐标系中,SHg与lnPc-lnPmin-ln(SHg^0.5)成幂指数关系lnPc-lnPmin-ln(SHg^0.5)=aSHgb,因此可通过最小二乘法拟合计算参数a和b值,进而可以得到相应煤样的毛管压力数学模型。参数a和b呈负幂函数关系,其关系式为,基于该关系式,可进一步得到单一参数毛管压力数学模型为,则lnPc-lnPmin-ln(SHg^0.5)和在双自然对数坐标中成线性关系,通过最小二乘法进行线性回归得到直线斜率即为b值,进一步简化了毛管压力模型。利用新数学模型开展数值模拟,发现煤样毛管压力随参数a和b增加而增加;参数a和b与孔渗的关系表明,参数a随渗透率、孔隙度增加而降低,成线性关系,而参数b则随渗透率、孔隙度增加而增加,均成指数关系。     

机载三线阵传感器影像区域网联合平差

机载三线阵扫描传感器飞行过程能够同步记录影像数据和POS数据。由于系统误差的存在,POS直接对地定位的精度还不能满足测制大比例尺地图的需要,因此,空中三角测量仍然是必须的。本文简述三线阵扫描传感器立体成像原理;在引入POS集成的传感器空间定位模型的基础上,建立机载三线阵传感器区域网联合平差的数学模型。平差试验结果表明,无论什么情况,区域网联合平差对提高机载三线阵传感器影像的定位精度都是必要的。     

潜孔锤反循环钻进中心通道内岩屑运移数学模型

针对潜孔锤反循环钻进中上返岩屑回落堵塞中心通道问题,将气力输送理论应用于反循环携屑。采用气力输送理论对潜孔锤反循环钻进中心通道内岩屑颗粒进行受力分析;从动力学角度建立潜孔锤反循环钻井中心通道内岩屑运移数学模型;通过编程计算求解岩屑在不同初始条件下速度随时间、空间变化特性。结果表明:初速度大于沉降末速度的岩屑颗粒作减速运动,初速度小于沉降末速度的岩屑颗粒作加速运动,最终岩屑颗粒沉降末速度趋于同一个值,与初速度无关;气固速度比与岩屑尺寸有关,随着岩屑颗粒直径增大,气固比降低。该数学模型为改善反循环钻进携屑能力提供了理论依据。      

强非线性自由表面流的数值模型和应用 大连理工大学

大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室于1986年由国家计委批准筹建,1990年通过国家验收后被批准对国内外开放,1994年、1997年、2003年和2008年四次通过了国家计委委托国家自然科学基金委组织的评估。实验室现有水利工程、土木工程两个一级学科博士点和博士后流动站,其中港口、海岸和近海工程二级学科为国家重点学科和"211工程"建设重点学科。实验室有研究与技术人员62人,其中两院院士4人、国家杰出青年基金获得者7人、长江学者奖励计划特聘教授5人、入选教育部跨世纪人才培养     

柳树河油页岩的热解特征及动力学

利用岩石-热解评价仪研究了200～600 ℃不同升温速率（10、15、20、25、30 ℃/min）下柳树河盆地油页岩热解生烃特征,利用Friedman法和Sestak反应机制,求出了油页岩的反应活化能和反应函数,建立了热解动力学模型,可用于计算热解生烃率和达到某一转化率所需要的时间。研究发现,油页岩的反应活化能并不是一个定值,随着反应温度的增加逐渐增大。这是因为油页岩热解是一个极其复杂的多步反应过程,在不同的温度区间内具有不同的反应机理。     

地上下一体化的三维空间数据库模型设计与应用

大规模地上、地下三维实体建模与空间分析应用中,由于三维模型的多样性和对象空间分布的不均衡性,如何高效地一体化组织和管理海量三维空间数据成为当前三维GIS的核心问题之一.提出了一种兼顾空间关系与语义关系的三维空间数据库模型,给出了相应的概念模型、逻辑模型和物理模型.特别针对地质体的复杂性,给出了顾及语义的多尺度地下空间目标概念模型和多层次三维空间索引机制.用武汉市和南京市三维数字城市示范区模型数据进行了应用试验分析,验证了该模型的有效性.      

额济纳旗盆地傍河潜水蒸发型稳定流解析解

黑河下游的额济纳旗盆地,气候干旱,降雨稀少,濒临崩溃的生态系统靠其有限的地下水资源维持着,如何有效的评价地下水资源量,怎样合理的开发利用地下水资源,成为亟待解决的问题。本文通过建立额济纳旗盆地傍河潜水蒸发的稳定流数学模型,通过对一维蒸发型稳定流进行分析和计算,得到了一维稳定流在线性蒸发条件下的定水头补给和定流量补给的解析解;通过龙格-库塔方法,在excel中实现了一维稳定流在非线性蒸发条件下的定水头补给和定流量补给的潜水面形态;并且在计算的过程中分别对定水头补给和定流量补给做了无量纲化处理,计算结果对傍河典型剖面具有一定适用性。     

波流边界层水沙运动数值模拟——I:水动力模拟

波流边界层水动力模拟对研究波流相互作用和泥沙运动具有重要的理论意义和实践价值。开发了波流边界层1DV垂向一维水动力数值模型,可用于模拟漩涡沙波床面和平底床面水动力特征。模型的构建基于边界层控制方程,平底床面采用k-ε模型,沙波床面采用双层模型,提出了漩涡层和紊动扩散层交界面紊动动能和紊动耗散率表达式。试验资料验证表明,模型较好地模拟了波浪-水流-床面共同作用下的边界层水动力特征,包括波周期内不同相位流速分布、紊动动能、剪切应力等以及波致时均流速分布和波流相互作用下的时均流速分布等。根据所建模型,讨论了不同床面和波流组合条件下的水动力特征。该模型可为研究波流边界层内水动力特征提供工具。     

二维动床数学模型在某地铁隧道冲刷深度研究中的应用

河床冲淤是河床在垂直方向上演变的一种形式,它对于河道行洪排涝、涉水工程安全、航道运行乃至自然景观都会产生一定的影响,研究河道冲淤变化具有重要现实和理论意义。本文以宁波市地铁2号线下穿姚江工程为例,应用二维潮流泥沙数学模型与经验公式计算相结合的方法,对在遭遇不同洪潮组合条件下地铁线位处河床的最大冲刷深度进行了研究,为地铁工程的设计提供重要参考依据。研究结果表明,洪水频率越小,工程线位附近河段的最大冲刷深度愈大,冲刷发展呈先加快后减慢的态势。     

采场底板突水机理的跨层拱结构模型

开采华北型煤田受底板承压水威胁的煤炭资源,必须对底板围岩的破坏规律有所认识。为了弄清底板岩层的活动规律,利用实验室大型非线性三维计算机数值模拟,对煤层底板应力分布特征进行了研究。发现采场底板存在跨层拱结构,并指出跨层拱是承载地应力和水压的承载结构;通过理论计算,得出了跨层拱最大主应力的计算公式,据此可以得出底板岩层裂隙产生的位置,该成果可对华北型煤田受承压水威胁矿井的回采工作面宽度设计提供参考。