含辣素衍生结构疏水缔合聚合物的缓蚀性能研究

采用失重法、电化学方法以及表面观察方法对比研究了含辣素衍生结构疏水缔合聚合物P(AM-MAA-AMPSHDDE-SA)(PAMAHS)和聚丙烯酰胺对Q235钢在CO_2饱和的模拟油田采出水中的缓蚀性能。实验结果表明:相较于聚丙烯酰胺,PAMAHS对碳钢在油田水中的腐蚀具有较好的抑制作用,其缓蚀率随着聚合物浓度的增加而增大,缓蚀剂浓度为500mg·L^-1时,缓蚀效率能达到80.64%。因此,PAMAHS是一种混合抑制型缓蚀剂,其分子可以吸附在金属表面,形成一层具有保护作用的吸附膜,从而起到减缓腐蚀的作用。PAMAHS在碳钢表面的吸附行为符合Langmuir吸附等温式。     

一种数值积分方案用于球函数分析的试验

针对半球月平均位势高度场球函数分析的实际问题,分析比较了吴新元提出的数值积分公式与常用的梯形积分公式、辛卜生积分公式在标准化缔合勒让德函数^↑Pm^m＋2k模、交角计算中的误差。结果表明：对m=0,1,吴新元数值积分公式的^↑Pm^m＋2k模、交角计算精度明显高于常用的两种积分公式;对m≥2,吴新元数值积分公式的精度虽低于梯形积分公式,但其模、交角误差低于10^-4、2×10^-3°。由于半球月平均位势高度场球函数方差谱具有低维、低阶的基本特征,故用吴新元数值积分公式替代常用积分公式可明显提高月平均位势高度场球函数分析精度。     

超高阶扰动场元的计算方法

空间重力测量技术的飞速发展为超高阶全球重力场模型的建立提供了条件和更迫切的应用需求.本文从完全规格化缔合勒让德函数及其一、二阶导数的标准前向列递推公式出发,研究了超高阶扰动场元球谐展开式中完全规格化缔合勒让德函数及其一、二阶导数的数值特征,改进了上述标准前向列递推关系式,提出了在微机上计算超高阶扰动场元的实用方法,避免了数字溢出.     

完全正常化缔合Legendre函数及其导数计算的综合分析

地球重力场模型的建立和应用,其数值精度和稳定性主要取决于完全正常化的缔合Legendre函数及其导数的计算精度和稳定性.总结了各种常见的计算缔合Legendre函数及其导数的方法,对各种方法进行了数值测试,分析了其精度和效率情况,提出了改进缔合Legendre函数及其导数计算精度和效率的几点意见.     

大气潮汐全日振荡模本征值本征函数问题的数值计算

本文用有限阶截断矩阵和抛物线叠代近似求根法数值求解了大气潮汐全日振荡模的本征值一本征函数问题,求得了20×20阶截断本征值和本征向量。计算结果表明本征值的虚部比实部小若干量级,从而由计算实验证实了大气潮汐本征值问题有限阶截断矩阵的近似厄密特性。文中还叙述了变矩阵阶次以确定计算收敛性的实验结果,并与前人的结果进行了对比分析。     

多种超高阶次缔合勒让德函数计算方法的比较

扩展高阶和超高阶重力场模型的构制与应用的数值稳定性取决于超高阶次缔合勒让德函数的计算方法。文中详细介绍了现有的多种缔合勒让德函数的递推计算方法:标准前向列推法、标准前向行推法、跨阶次递推法和Belikov列推法。从计算速度、计算精度和计算溢出问题3个角度分析比较了阶次高至2 160阶的各种方法的优劣。通过数值试验证明,Belikov列推法和跨阶次递推法是计算超高阶次缔合勒让德函数较优的方法,而其他几种方法不能用于超高阶次缔合勒让德函数的计算。文中结论为超高阶次球谐综合与球谐分析的数值计算提供了可靠的依据。     

缔合勒让德函数的列式递推公式

围绕完全规格化缔合勒让德函数(fully normalized associated legendre functions, fnALFs)的计算精度和稳定性问题,以及常用的列式递推公式的适用性问题,基于勒让德函数的原理性公式给出4种类型的列式递推公式。研究表明,Belikov的列式递推公式间接算法的普适性仅约3 100阶,而完全规格化后直接算法的普适性约为15 000阶。在所有的列式递推公式中,Belikov公式最优。列式递推公式中的系数越小,溢出现象出现得越慢,递推阶次越高,递推公式越优良。     

利用Clenshaw求和计算大地水准面差距

引入非正规化的球谐函数,使用Clenshaw求和法不需要计算单个球谐函数值而直接计算级数和。将Clenshaw求和算法和标准向前列递推算法在计算时间上进行比较,并对两种方法计算的稳定性进行了数值分析,给出了数值模拟结果。通过数值计算得出了Clenshaw求和计算全球大地水准面差距的适用范围,为实现高精度大地水准面的计算提供借鉴。     

疏水性交联聚合物微球与AP-P4的复合性能

考虑海上稠油油藏严重非均质性和海上平台寿命短、大井距开采的情况,也为解决疏水缔合聚合物在长时间高温、高盐度和高剪切条件下分子间疏水缔合比例降低问题,选择疏水性交联聚合物微球与疏水缔合聚合物进行复合.通过黏浓性质、抗剪切性能、填砂管封堵实验和人造岩心驱油实验,发现复合体系中微球能够与聚合物发生疏水缔合作用,改善聚合物在高温下的流变性能和抗剪切性能;且复合体系兼具交联聚合物微球的深部调剖和聚合物的增黏驱油性能,封堵性能和驱油效果均优于单纯聚合物驱.由于微球和AP-P4之间的疏水缔合作用使两者具有较好的复合效果,为改善聚合物驱提供新方法,为研究微观机理和指导聚合物驱奠定基础.     

KNO3溶液结构:密度泛函理论和分子动力学研究

基于密度泛函理论,采用ωB97XD方法和6-311++G(d,p)基组,系统研究了[K(H₂O)_n]⁺,[NO₃(H₂O)_n]-和KNO₃(H₂O)_n水合团簇的结构和性质;并结合经典分子动力学、OPLS-AA全原子力场以及SPC/E水模型模拟了不同水盐比(WSR) KNO₃溶液,目的在于深入理解KNO₃溶液中K⁺和 NO-₃的微观水合结构,以及K⁺-NO-₃离子间缔合作用特征。研究发现,对于KNO₃(H₂O)_n (n=6,8,10和12)水合团簇,K⁺第一水合层稳定结构为四、五和六水合结构,其中五水合结构最稳定。K⁺和NO-₃主要以溶剂共享离子对形式存在。随着团簇尺寸减小,直接接触离子对(CIP)物种出现。同时,分子动力学模拟证实KNO₃溶液中形成了直接接触K⁺-NO-₃离子对,且随着溶液浓度增加,CIP物种形成需越过更大能垒。以上结果表明在KNO₃稀溶液中主要存在物种为水合K⁺和NO-₃,随浓度增大,单齿直接接触离子对(MCIP)逐渐出现。在高浓溶液或过饱和溶液中,K⁺-NO-₃离子缔合主要以单齿CIP和少量双齿CIP结构存在。