鄂尔多斯盆地北部古风化壳岩石-流体反应动力学模拟研究

古风化壳在油气储集、运聚中占重要地位，如华北、鄂尔多斯、塔里木盆地等地区重要油气藏的形成，与其碳酸盐岩顶部古风化壳密切相关。综合应用流体动力学、化学动力学及化学热力学理论，对古风化壳风化期岩石-流体相互作用过程动态模拟，重现古风化壳风化期流体动力场和化学动力场，从而达到定量预测古风化壳风化期物性参数（如孔隙度、渗透率等）变化的目的，最终为储层定量评价提供参数。岩石-流体反应动力学模拟是通过计算机对岩石与流体相互作用过程作一个动态再现，具有重要理论价值与实际意义     

1992年8月19日苏萨梅尔地震的流体地球化学和流体动力学前兆

１９９２年８月１９日在北天山苏萨梅尔山脉地区发生了近１０年来最强的地震事件，其震级为Ｍ＝７．３。虽然有着很大的震中距（Δ〉３００ｋｍ），但是当这个大地震在孕育和发生阶段，在阿拉木图地震实验场的那些观测站上仍然在地下水中显示了气体化学和流体地球动力学参数的一系列变化。在地震前２￣２．５个月，在距震中３５０￣４５０ｋｍ的秋施喀拉（Чушкала）台、塔乌－土尔叠（Ｔａｙ－ＴｙｐｒｅＨｂ）台以及喀尔干（     

浙江中生代酸性火山岩柱状节理构造的发现及其地质意义

柱状节理构造历来被众多学者认为只能发育在粘度小、流动性大的基性熔岩中。近年来，在浙江多处中生代酸性火山岩中，发现了十分典型、甚具规模的柱状节理构造。本文从岩石化学角度，对浙江四例酸性火山岩柱状节理构造与浙、苏二省四例玄武岩柱状节理构造做了比较研究。浙江含良好柱状节理构造的酸性火山岩的平均粘度是基性熔岩平均粘度的１０４倍，酸性火山岩的最大粘度甚至可达基性熔岩粘度的１０６倍。如此巨大的酸、基性火山岩粘度比率表明，传统冷却收缩说关于柱状节理构造只能发育在基性熔岩中，因而岩浆粘度是制约柱状节理构造发育与否的主要因素的观点应予修正。最后，本文还讨论了关于柱状节理形成机制的流体动力学观点。     

基于三维并行SPH模型的土体流滑特性研究

土体的大变形流滑导致了许多地质灾害的发生,对人们的生命财产安全构成了极大的威胁,因此越来越多的研究开始关注土体的大变形流滑特性。其中,光滑粒子流体动力学（SPH）方法是常用的模拟方法之一,但SPH方法的粒子特性导致其计算时间过长,影响了在工程地质领域的进一步应用。对此,本研究基于SPH方法的基本原理、非牛顿流体理论和等效黏度概念,提出了适用于土体大变形流滑分析的三维SPH仿真模型。结合OpenMP并行计算原理,实现了SPH算法的并行优化。在此基础上,对土体流滑模型试验进行了二维和三维分析,得到了滑动距离、滑动冲击力和冲击力峰值等动力学参数,分析了计算维数和边界条件对流滑特性的影响机制。通过不同线程数下计算时间的对比,获得了计算效率随线程数的变化规律。结果证明了本文的OpenMP并行优化具有较高的计算效率,显著降低了三维SPH模拟的计算耗时,对工程地质数值方法的效率提升具有重要的借鉴意义。     

一种变截面河口中的潮汐响应

河口中的潮汐现象吸引着许多研究者的注意。Taylor(1921)曾经应用了无摩擦线性一维流体动力学基本方程来研究楔形的Bristol Channel中的潮汐运动，得到了驻波形式的解。     

基于SPH方法的海浪动态演变模拟仿真

结合风浪场复杂的动力学、时空特性,针对海浪仿真模拟中存在的真实感不足,难以模拟海浪破碎等问题,根据流体的物理特性,采用光滑粒子流体动力学(SPH)的方法,从粒子初始化分配、粒子受力分析及状态计算以及粒子运动过程中的碰撞检测3个方面进行了研究,实现了海浪的动态演变仿真。     

组合动力锚水动力特性数值模拟研究

作为海上浮式结构物的一种新型锚固基础,动力锚具有自安装、不受水深影响、适用范围广的特点。在动力锚的基础上研发的组合动力锚结合了动力锚自安装和板锚法向受荷的特点,具有安装快速、适用多种类型海床、承载效率高等性质。组合动力锚在水中自由下落时的水动力学特性（下落速度、方向稳定性等）会受到锚链、尾翼宽度和助推器质量等因素影响。若下落速度过小或方向稳定性过差,则会影响锚的安装成功率。采用计算流体动力学方法模拟流体对锚的冲击和锚在水中自由下落过程,以优化组合动力锚的尾翼尺寸;其次研究锚链作用力和助推器质量对组合动力锚下落速度和偏角的影响规律。计算结果表明：组合动力锚的拖曳阻力系数为0.45左右,尾翼宽度最优尺寸为翼板宽度的1.25倍。连接在锚眼处的锚链会减小组合动力锚的下落速度并加剧锚的偏转,需综合锚的下落速度和偏角来确定锚在水中下落高度。     

低雷诺数下圆柱强迫振动特性光滑粒子流体动力学模拟

基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法,开发了能够准确描述水流作用下圆柱强迫振动特性的数学模型。通过引入适合于无网格粒子法的开边界算法,来模拟出入流边界条件,建立了具有造流功能的SPH数值水槽。圆柱及计算域的上下边界均采用修正的动力边界条件进行模拟。借助于粒子位移矫正和压力修正算法,避免了圆柱周围流体粒子压力大幅震荡以及结构下游区域出现空腔等非物理性现象。使用典型的圆柱绕流数据,验证了所建SPH模型的计算性能,研究了固定圆柱在低雷诺数情况下的尾涡脱落模式和升阻力变化规律。明确了低雷诺数下强迫振动圆柱在频率锁定以及非锁定区间内的升力变化规律,量化了升力与外界激励频率之间的关系。     

多级可分离式AUV系统设计与仿真分析

多级可分离式自主水下航行器(MS-AUV)可搭载多种不同功能的载荷舱,并在目标海域完成载荷舱布放。其在海洋探测,海防等领域具有较高的应用价值。对MS-AUV进行了主体结构和分离机构的设计和研究,其中功能载荷舱与航行器本体采用真空连接方式,实现多级连接,降低了机构的复杂性,提高了载荷舱分离运动的稳定性和安全性。为了研究载荷舱与航行器分离的安全性,采用CFD和六自由度(6-DOF)刚体运动学的耦合方法来模拟其在水下的分离运动。在仿真过程中,采用弹簧光顺和局部重构混合网格生成方法的非结构化动态网格可以很好地适应大距离多体分离运动。仿真结果表明,在一定工况条件下,提高MS-AUV初始航行速度V0和分离机构弹簧刚度K有利于载荷与航行器本体分离。通过上述研究工作,验证了载荷分离方法的可行性,缩短研制周期,降低设计成本,对多级可分离式AUV样机的设计制造具有重要的参考价值。     

秦岭造山带古热水场地球化学类型及流体动力学模型探讨：热水沉积成矿盆地

采用地质类比方法,结合秦岭造山带热水沉积岩相研究,提出热水学沉积体系概念。通过现代陆相及海相热泉和秦岭热水沉积岩相对比,按化学成分可将古热水场划分为强酸性硫酸盐型,弱酸强碱碳酸盐型,以ＳｉＯ２为酸酐型,碱性富Ｍｇ重卤水型,热卤水型及强酸性硼硅酸盐型等６种类型古热水场。