Modelling the flow of self‐compacting concrete

A Lagrangian particle‐based method, smooth particle hydrodynamics (SPH), is used in this paper to model the flow of self‐compacting concretes (SCC) with or without short steel fibres. An incompressible SPH method is presented to simulate the flow of such non‐Newtonian fluids whose behaviour is described by a Bingham‐type model, in which the kink in the shear stress vs shear strain rate diagram is first appropriately smoothed out. The viscosity of the SCC is predicted from the measured viscosity of the paste using micromechanical models in which the second phase aggregates are treated as rigid spheres and the short steel fibres as slender rigid bodies. The basic equations solved in the SPH are the incompressible mass conservation and Navier–Stokes equations. The solution procedure uses prediction–correction fractional steps with the temporal velocity field integrated forward in time without enforcing incompressibility in the prediction step. The resulting temporal velocity field is then implicitly projected on to a divergence‐free space to satisfy incompressibility through a pressure Poisson equation derived from an approximate pressure projection. The results of the numerical simulation are benchmarked against actual slump tests carried out in the laboratory. The numerical results are in excellent agreement with test results, thus demonstrating the capability of SPH and a proper rheological model to predict SCC flow and mould‐filling behaviour. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

从同震和震后形变分析1668年M8.5级郯城地震对周边地震活动性的影响

以山东郯城1668年大地震为例,以前人地表地质调查结果为约束,利用弹性位错理论初步获取了该地震的同震破裂模型;在此基础上,基于粘弹性分层模型分析了该地震的同震和震后形变,同时以主震断层为接收断层计算了库仑应力分布,进一步讨论了地幔不同粘滞性系数对地表形变和库仑应力变化的影响。计算结果显示,该地震是一个右旋走滑为主兼有一定逆冲性质的地震,其同震位移巨大,能量释放较彻底;同震破裂造成震中郯城县西北、东北和南部部分断层库仑应力增加,而震后形变使得这些断层库仑应力进一步增加,在单县、宿迁和日照等地,地震后350 a库仑应力变化量达到+1bar-+1MPa量级;地幔粘滞性系数不同,形变量和库仑应力变化达到稳定的时间不同,但最终趋于稳定的数值基本一致。     

Cr^3＋在改善三元复合驱中的作用实验研究

在三元复合驱矿场应用实践中,由于三元复合体系自身流度控制能力的局限性,必须通过聚合物凝胶前置段塞来改善吸液剖面,这就涉及到聚合物凝胶与三元复合体系的配伍性。通过向三元复合体系中加入有机铬,考察Cr^3＋对三元复合体系黏度、界面张力和阻力系数等性能影响,进而对Cr^3＋聚合物凝胶与三元复合体系配伍性以及Cr^3＋在改善三元复合体系性能方面的作用做出评价。结果表明,Cr^3＋的加入对三元复合体系黏度和界面张力影响不大,但阻力系数和残余阻力系数却明显增加。当采用Cr^3＋聚合物凝胶作为前置段塞或采用添加Cr^3＋的三元复合体系进行复合驱油实验时,其采收率增加幅度都要高于普通三元复合驱。这不仅显示出Cr^3＋聚合物凝胶与三元复合体系间良好的配伍性,而且为改善三元复合驱增油效果提供了新的途径。     

含沙浑水体的黏度测量及应用分析

含沙浑水体的高速冲击会对海底构筑物造成破坏,在计算浑水体对构筑物的作用力时,黏度是一项重要参数。本文利用落球试验和流变仪测试试验,测定了不同浓度含沙浑水体的黏度,给出其起始黏度与动力作用后的稳定黏度。结果表明:含沙量在大于400g/L时,浑水体为可用赫巴模型描述的非牛顿流体,并可简化为宾汉体;在含沙量小于400g/L时,浑水体仍可用宾汉体模型描述,在忽略较小的初始剪切应力时,可简化为牛顿流体。浓度大于400g/L的浑水体的起始黏度约为稳定黏度的100倍。文中讨论了含沙浑水体起始黏度与稳定黏度在工程计算应用中的适用情况。     

原油粘度变化对水驱油开发动态影响的数学模拟方法

为了研究注水开发油田原油粘度升高对开发效果的影响, 通过对实际油藏原油粘度统计, 回归出了原油粘度增长模型.在三维三相黑油渗流模型的基础上, 建立了一个原油粘度随含水和压力变化的油藏渗流数学模型, 并采用有限差分方法建立了相应的数值模型, 采用超松弛法对该模型进行了求解, 用Fortran90语言开发了一个新的数值模拟器.应用该模拟器模拟了不同的原油粘度变化规律对水驱效果的影响, 并与常规模拟器的结果进行了对比.结果表明: 初始水油粘度比为1∶10、含水达到98%时, 粘度增长指数由0增加到0.02, 对应的原油采出程度由44.80%降低到34.29%.目前商业软件中忽略了原油粘度随含水升高而增加的因素, 使得预测的采收率明显偏高.      

渤海垂直湍流混合强度季节变化的数值模拟

渤海为极浅陆架海 ,其中湍流耗散作用显著。将三维斜压陆架海模式 HAMSOM应用于渤海 ,以渤海周边台站每天 4次的常规气象资料作为风和热驱动 ,渤海海峡开边界以 5个主要分潮调和常数计算水位强迫 ,计算了渤海 1982年水文要素和流场变化 ,并用模式以湍的局地平衡理论封闭计算出垂直湍流粘性的时空分布。结果表明 :渤海湍流混合冬强夏弱 ,变化幅度较大 ( 10～ 2 0 0 cm2 / s) ,这是风搅拌和潮混合的湍流输入在密度层化调整下的结果 ;风的作用在冬季强于潮的作用 ,而底层则由潮混合控制呈现半月周期 ;渤海湍粘性系数的空间分布十分复杂 ,这是在渤海地形和岸形轮廓限制下 ,由一定大气条件驱动的流场和密度场导致的湍流混合强度不同所致     

胶州湾海水微表层粘度及其在海-气通量计算中的作用

物质海 -气通量计算新建议中将物质海 -气通量计算公式 F=K(CL- b Cg)中的 CL 用CL ( SML ) 代替。本文着重于对公式中质量迁移系数 K的讨论。在测定了海水微表层、次表层水粘度并同时测定了其它一些化学参量基础上 ,得出如下结论 :海水粘度与盐度、碱度有一定相关性 ;微表层与次表层海水的粘度变化小于 3%。因此 ,海水微表层效应影响 K值 ,与海水微表层效应影响物质浓度相比 ,可以不考虑。