静止均匀环境中气泡射流特性的研究——数学模型及试验资料的分析(Ⅰ)

已往对气泡射流的理论研究,主要集中在半经验和积分模型方面,对流动结构揭示很少。给出了气-液两相流两方程湍流模型。为了加深对气泡射流规律的理解和为数值计算建立对比基础,提出了一组参考量,对Sun和Faeth的试验资料进行了整理。     

淹没式移动射流对黏性底床开沟试验研究

以试验方法研究双喷式射流结构对软质黏性底床上可沉降管道移动射流开挖规律。通过黄土、高岭土、水泥配置低剪切强度试验黏土,揭示喷嘴射流速度、喷嘴平移速度对冲坑特征尺寸影响规律。以边界层剪应力分析冲坑形态变化,并引入低射流靶距下反映侵蚀能力强度的回归侵蚀特征值Z进行无量纲化分析。结果表明：双喷式垂直射流形成的冲坑断面轮廓具有中心对称性,移动射流形成的冲坑纵向剖面线具有几何相似性。冲坑特征尺寸随射流速度呈近似线性变化,随喷嘴平移速度增加呈减小趋势。剪切强度增加使得黏土抗侵蚀能力增强,冲坑稳定断面曲线由V形向U形逐渐过渡变化。     

表面驻波作用下紊动射流运动特性的试验研究

对表面驻波作用下紊动射流运动进行了试验研究。应用多普勒激光测速仪(LDV)进行流速场量测,应用电容式波高仪测量表面波动特性。结果表明,在表面驻波作用下,紊动射流动量主导远区流速的横向变化仍然可以用高斯分布表达,横剖面上流速的等值线图由原来对称于轴心的圆形变形为椭圆形;表面波动增强了紊动射流的扩散能力。     

窄缝热浮力射流影响因素的数值模拟

对流动控制方程即连续方程、动量方程和能量方程进行坐标转化,将带有自由表面和不平坦底面的不规则物理区域转变为规则的矩形计算区域.应用大涡模拟Smagorinsky模型对控制方程进行模化,根据破裂算子法将动量方程和能量方程分解成对流、扩散和传播三步进行顺序求解.利用该模型对静止和规则波环境下二维窄缝热浮力射流进行数值模拟,比较了两种环境下速度场、温度场、轴线速度衰减规律、垂向流速的自相似分布等特性,分析了浮力的作用以及射流速度、窄缝宽度等因素对射流掺混过程中温度场分布的影响.数值模拟结果得到已有理论及试验成果的验证.     

棕刚玉烟尘的物质成分研究

作为国家自然科学基金资助项目“棕刚玉烟尘的综合利用”的部分内容,重点论述了棕刚玉烟尘的生成机理,物质组构及赋存状态,并指出从此种烟尘中回收氧化铝,镓和二氧化硅的经济意义和环保意义。     

迁安市长城金矿Ⅰ号矿体帷幕注浆工程超硬地层的钻探施工方法

迁安市长城金矿Ⅰ号矿体帷幕注浆工程是一大型的帷幕注浆项目,该矿区地质结构复杂,施工中帷幕钻孔钻遇白云岩超硬“打滑”地层,该地层钻进进尺缓慢,对项目工期影响很大,故在施工过程中针对该地层采用各种施工工艺进行试验,并以实际钻进过程中采集的钻头类型、钻进工艺及钻进参数等数据,分析得出一套最有效的钻探方法,为该地区日后矿区勘查、二期帷幕钻探施工提供参照依据。     

基于微观孔隙结构特征的速度频散和衰减模拟

孔隙尺度的喷射流流动是引起地震波速度频散和衰减的重要机制之一.目前,大多数喷射流模型仅考虑硬孔隙与微裂隙之间的局部流动,而忽略了具有不同孔隙纵横比微裂隙间的喷射流作用.为了研究各种类型孔隙间的流体流动效应,本文对经典喷射流模型进行了扩展,通过结合等效介质理论和孔隙结构模型,根据从干燥岩石超声速度-压力曲线中提取的微裂隙...     

饱和致密砂岩中动态剪切模量硬化的实验研究与理论模拟

Gassmann理论认为岩石的剪切模量在饱和流体前后保持不变,这一认识被广泛应用于高孔高渗常规储层中.然而,致密砂岩等非常规储层通常具有低孔、低渗以及孔隙结构复杂等岩石物理特征,因此Gassmann流体替换理论在此类储层的适用性尚不明确.针对这一问题,本文在1～60 MPa有效压力内分别测量了干燥与饱水致密砂岩样品的超声纵、横波速度,并对饱水前后砂岩的剪切模量变化特征进行了分析.结果表明,致密砂岩的剪切模量在饱水前后可能出现弱化或硬化现象.通过对致密砂岩样品的孔隙纵横比进行定量化分析,发现对于微裂缝主要分布在颗粒间以及颗粒内,并且软孔隙纵横比分布范围宽、软孔隙含量较高的样品更容易表现出剪切硬化的特征.利用一般形式的喷射流模型可以较好的模拟剪切硬化现象,但要考虑微裂缝的闭合情况对输入参数的影响.剪切硬化主要来源于高频弹性波激励下流体的喷射流频散作用.考虑到特定条件下在地震和测井频带也会产生频散现象,因此致密砂岩等非常规储层在进行流体替换时需考虑剪切模量可能会发生变化,盲目使用Gassmann流体替换理论的剪切模量不变假设可能会引起较大的预测误差.     

海岸动力环境下射流运动研究综述

开展海岸动力环境下射流运动规律和扩散机理研究,对于丰富复杂动力条件下的射流基本理论、指导沿海地区污水有序向海排放有着重要的理论和现实意义。系统回顾和总结了国内外在这一领域的研究内容和相关研究成果,评述了潮流(水流)、波浪和波流环境下射流运动规律的研究进展,指出了进一步开展波流相互作用下射流运动研究的可行性和必要性,并提出了利用物理实验和大涡数值模拟手段对波流共同作用下射流特性进行综合研究的思路和方法。     

脉冲空化射流钻井技术研究与应用

通过空化射流发生器的结构对提高机械钻速的机理分析,同时结合现场应用,介绍了空化射流在国内外石油行业的市场前景,提出了目前解决钻井机械钻速慢的一种比较简单可行的钻井方法。