多尺度耦合系统的簇发振荡机制及控制

何国威、白以龙中国科学院力学研究所，非线性力学国家重点实验室多尺度力学是当代科学技术发展的需求和前沿。

在生物科学，材料科学，化学科学和流体力学中，许多重要问题的本质都表现为多尺度，它们涉及从分子尺度到连续介质尺度上不同物理机制的耦合和关联。

例如，在生物和化学科学里，在分子尺度上的不同性态产生了生物体尺度上的复杂现象；在固体破坏中，不同尺度的微损伤相互作用产生更大尺度上的裂纹导致材料破坏；在流体力学中，不同时空尺度的涡相互作用构成复杂的流动图案。

这些问题的共同特点是不同尺度上物理机制的耦合和关联。

只考虑单个尺度上某个物理机制，不可能描述整个系统的复杂现象。

因此，多尺度力学的核心问题是多过程耦合和跨尺度关联。

多尺度力学是传统的针对多尺度问题研究的发展，但有着本质的不同。

它们都研究不能通过解耦进行求解的多尺度耦合问题。

但是，传统的多尺度问题具有相似性或弱耦合，即：不同尺度上的物理过程具有相似性，因此我们可以求相似解；或者，不同尺度上的物理过程具有弱耦合，因此我们可以采用平均法求解。

然而，多尺度力学的研究对象具有多样性和强耦合，即：不同尺度上的物理过程既不具有相似性，耦合也不再是弱的了。

因此，传统的相似解和平均法对多尺度力学的问题都不适用。

动力系统理论和统计力学为多尺度现象的研究提供了基本方法。

在一个给定尺度上的物理过程可以用动力学方程描述，而动力学方程的建立主要依赖于经典力学和量子力学。

问题的关键在于不同尺度上物理过程的相互耦合。

如果可以忽略耦合，单个尺度上的物理过程完全可以由经典力学或量子力学描述，剩下的就是类似于解方程那样的认识过程，原则上并不是什么困难的事情。

在平衡态统计物理里，不同尺度之间物理过程耦合的基本假设是基于等概率原理的统计平均。

但是，大多数多尺度问题涉及统计力学中非平衡态的非线性演化过程，不同的尺度之间存在强耦合或敏感耦合，不能简单地采用绝热近似、统计平均以及微扰等方法处理，而必须将不同尺度耦合求解。

双频激励下Filippov系统的非光滑簇发振荡机理曲子芳;张正娣;彭淼;毕勤胜【摘要】旨在揭示含双频周期激励的不同尺度Filippov系统的非光滑簇发振荡模式及分岔机制.以Duffing和Van der Pol耦合振子作为动力系统模型,引入周期变化的双频激励项,当两激励频率与固有频率存在量级差时,将两周期激励项表示为可以作为一慢变参数的单一周期激励项的代数表达式,给出了当保持外部激励频率不变,改变参数激励频率的情况下,快子系统随慢变参数变化的平衡曲线及因系统出现的fold分岔或Hopf分岔导致的系统分岔行为的演化机制.结合转换相图和由Hopf分岔产生稳定极限环的演化过程,得到了由慢变参数确定的同宿分岔、多滑分岔的临界情形及因慢变参数改变而出现的混合振荡模式,并详细阐述了系统的簇发振荡机制和非光滑动力学行为特性.通过对比两种不同情形下的平衡曲线及分岔图,指出虽然系统有相似的平衡曲线结构,却因参数激励频率取值的不同,致使平衡曲线发生了更多的曲折,对应的极值点的个数也有所改变,并通过数值模拟,对结果进行了验证.【期刊名称】《力学学报》【年(卷),期】2018(050)005【总页数】11页(P1145-1155)【关键词】多频激励;Filippov系统;簇发振荡;多滑分岔【作者】曲子芳;张正娣;彭淼;毕勤胜【作者单位】江苏大学理学院,江苏镇江212013;山东工商学院数学与信息科学学院,山东烟台264005;江苏大学理学院,江苏镇江212013;江苏大学理学院,江苏镇江212013;江苏大学土木工程与力学学院,江苏镇江212013【正文语种】中文【中图分类】O322引言非光滑动力系统因其在模拟各种物理和工程技术系统方面表现出强大的功能而备受关注.带有摩擦的机械系统、步行机器人系统、基因调控网络系统、电子变换器系统等皆因非光滑因素的存在而表现出不同的动力学行为[1-3].通常,系统相空间可被划分为若干个与系统向量场的不同功能形式相关联的区域.当系统的部分轨线在相空间的不同区域之间的边界相切时,系统的轨迹会发生一系列奇特的变化[4].由于轨线与分界面接触点的不同特性和系统向量场的特点,当系统参数变化时轨线可能发生的滑动、转迁、穿越、黏滞等多种非线性现象会频繁出现[5-9].在分段光滑系统中同样有非光滑特性体现,如系统在转换边界平衡点发生的分岔行为,极限环经历的擦边和滑动分岔等[10]及线性碰振系统周期解的擦边分岔[11].在自然科学和工程实践中,非线性系统的动力学行为不仅仅是各子系统行为的简单叠加,而是一定数量的子系统耦合而成,即由子系统层面的动力学行为到整个系统层面的动力学行为的演变,于是多尺度耦合现象应运而生[12-15].通常所讲的两尺度耦合,指的是由于含不同时间尺度的对象,导致在无量纲数学模型中,状态变量或其不同形式的组合可以分为两个不同的组,而各组之间随时间变化的速率存在着明显量级上的差异[16-20].在对两个或多个单向的或双向振荡器的耦合现象的研究基础上,可深入地了解系统中的相互同步、准周期振荡、混沌等现象的产生机制[21-24].目前,针对多尺度耦合系统的研究,国内外学者大都遵循着耦合系统的模型分析、近似求解、数值模拟和实验分析等环节进行[25-27],研究方法缺乏针对性,而直到Izhikevich[28]快慢分析法的提出,才使研究方法得以丰富,并能深入地分析各种动力学行为的演化机制,其主旨是将不同尺度耦合系统分解为相互耦合的快慢两子系统,通过对快子系统的平衡态及其分岔分析,得到沉寂态和激发态之间相互转化的分岔机制,从而揭示相应簇发振荡的产生机理.虽然含一个慢变周期参数的系统的周期簇发振荡分析已有诸多成果[29-30],但由于实际系统中往往存在着多种激励共存的现象,因此含多频激励的系统的动力学行为分析也激起了学者们浓厚的兴趣,特别是含参数激励和外部激励共同作用的系统表现出了更为丰富和神奇的周期簇发振荡等动力学行为[31].尽管分别关于非光滑系统,多尺度耦合系统,含多频激励的系统都有各自针对性的研究成果,但对于含两个慢变周期参数的非光滑耦合系统的簇发振荡分析却仍有进一步的研究空间.本文以Duffing和VanderPol耦合振子为例,研究了含两慢变激励的具有非光滑向量场的Filippov系统的簇发振荡模式及非光滑行为演化机制.给出了平衡曲线和分岔图及在非光滑边界产生非光滑行为的演化行为分析;结合转换相图,得到了在外部激励频率不变的情况下,参数激励频率改变引起的系统簇发振荡模式及非光滑演化行为机理;通过数值模拟,分析了平衡曲线在不同参数激励频率下发生的曲折变化情况.1 计算模型以Duffing和Van der Pol耦合振子为例,引入一个双边二极管作为调和开关,考虑含双频激励的具非光滑向量场的Filippov系统,无量纲化后的数学模型为其中w1=A1cos(Ω1τ)为外部激励项,w2=A2cos(Ω2τ)为参数激励项,A1,A2表示振幅,Ω1,Ω2表示频率,α1,α2,α3,µ是常系数,ξ代表两子系统的耦合强度.以δsgnx1定义的非光滑分界面Σ={(x1,y1,x2,y2)|x1=0}按照两个非自治光滑子系统F+和F−将向量场分为两个光滑区域,分别以D+和D−表示在应用快慢分析法分析含双频激励的系统的簇发振荡时,考虑各激励间并非相互独立,往往以一个激励项作为慢变参数,其他激励项表示为该慢变参数的函数表达式的方法进行分析讨论.这里保持Ω1=0.0005不变,改变Ω2的值,其他参数取常规量,此时两激励频率与系统的固有频率之间存在了量级差,于是产生了尺度效应,即不同频域尺度之间的耦合,导致簇发等特殊的振荡模式.2 分岔分析系统(1)中各状态变量振荡行为主要由系统的固有频率ω决定,然而,ω同时又受到外部激励项w1和参数激励项w2的调制.就外部激励项w1而言,对一任意周期TN,定义TN=2π/ω,有t∈[t0,t0+TN],外部激励项w1将在wA=Acos(Ωt0)和wB=Acos(Ωt0+2πΩ/ω)之间变化.而Ω1≪ϖ意味着0<Ω1/ω=1,因此有wA≈wB.这意味着在一相应周期内,外部激励项几乎为一常数.同理可得:参数激励项也几乎为一常数.根据上述分析,相对于状态变量而言,由于整个外部激励项w1和参数激励项w2在更慢的时间尺度上变化,因此可以视w1和w2为慢变参数,而又因为外激频率Ω1和参激频率Ω2存在共振关系,这里假设W=cos(Ω1τ)=cos(0.0005τ),外部激励可表示为w1=A1cos(Ω1τ)=A1W,参数激励表示为w2=A2cos(Ω2τ)=A2fi(W)(i=1,2). 于是实际上可以将W看作一个慢变参数,此时这里的w1和w2仅是普通参数,而不再具有w1=A1cos(Ω1τ)和w2=A2cos(Ω2τ)的形式.此时称含慢变参数W 的系统(1)为广义自治系统.即整个系统(1)可视为快慢两个系统的耦合.快子系统为其中,当Ω1=0.0005,Ω2=0.002时,当Ω1=0.0005,Ω2=0.003时,慢子系统为W=cos(0.0005τ).为揭示快慢耦合系统复杂行为的产生机制,首先分析快子系统(2)的分岔行为.由于系统(1)为广义自治系统,其中的参数w1和w2此时已是普通参数,于是可以看作是一个自治系统[30].根据快慢分析法[28],系统(1)由快子系统(2)和慢子系统耦合而成,所以系统(2)也是一个自治系统.于是可以求出平衡点为:当x0>0时,平衡点可表示为其中x0满足当x0<0时,平衡点为其中x0满足平衡点的稳定性可通过其特征方程表征,表示为其中当参数满足时,平衡点EQ±是稳定的.当参数满足a4=0(a1>0,a1a2−a3>0,a3>0),即系统可能会发生fold分岔,导致不同平衡点之间的跳跃现象.根据系统可能会发生Hopf分岔的判定条件,具体到系统(2),三个判定条件列举如下: (I)分岔条件(II)非退化条件快子系统(2)可以改写为1=Jx+F(x),x∈R4,其中,J是雅可比矩阵,可以表示为其中,JT是雅可比矩阵 J 的转置矩阵,⟨·,·⟨是 R4中的标准内积.F(x)=O(∥x∥2)是一个光滑函数,在x=0附近,其Taylor展开为式中B(x,y)和C(x,y,z)是多重线性函数,在坐标下的分量为通过matcont软件可以验证其中(III)横截性条件讨论当Ω1=0.0005,Ω2=0.002时的情形,当Ω1=0.0005,Ω2=0.003时可类似讨论. 对特征方程(7)两边关于W求偏导,得将代入式(9)并令λ=iω,得整理式(10)并分离的实部,得将参数赋值后可以判定得出证明系统会出现Hopf分岔,平衡点可能会因Hopf分岔而失稳.3 数值模拟固定参数α1=8,α2=1,α3=1,ξ=0.7,µ=0.2,δ=−1,讨论当双频激励振幅及外激频率不变,参激频率改变的情况下,系统出现的不同周期簇发振荡模式和轨线与非光滑分界面接触后发生的特殊非光滑动力学行为.主要阐述:(1)Ω1=0.0005,Ω2=0.002;(2)Ω1=0.0005,Ω2=0.003.两种情形下系统周期簇发振荡的产生机制与非光滑行为演化分析.3.1 Ω1=0.0005,Ω2=0.002时簇发振荡机理分析固定振幅 A1=7,A2=3,取Ω1=0.0005,Ω2=0.002.通过数值模拟研究系统所可能发生的各种簇发振荡模式和非光滑演变行为.图1和图2分别给出了系统在(x1,y1)平面上的相图和x1的时间历程图.图1 Ω1=0.0005,Ω2=0.002时(x1,y1)平面上相图Fig.1 Phase portrait onthe(x1,y1)plane for Ω1=0.0005,Ω2=0.002图2 Ω1=0.0005,Ω2=0.002时 x1的时间历程图Fig.2 Time history of x1forΩ1=0.0005,Ω2=0.002如图1所示,根据非光滑分界面Σ,系统向量场被划分为两个光滑的子区域D+和D−,轨线在分界面Σ和子区域D+,D−中都表现出了丰富的非光滑动力学行为.轨线或在分界面发生滑动,或穿过分界面在两子区域D+和D−间来回往返,表现为大幅振荡和微幅振荡的交替出现,即系统在沉寂态和激发态之间来回转化,呈现为簇发振荡.为揭示系统周期簇发振荡的演化机制,我们给出了系统随慢变参数W变化的平衡曲线及分岔图,如图3所示.如平衡曲线及分岔图3中所示,系统的平衡曲线被4个超临界Hopf分岔点HB±1(W,x1)=(±1.0686,±0.4282),HB±2(W,x1)=(±0.2529,±0.4270)及曲线与分界面的2个交点N1(W,x1)=(−0.1467,0)和N2(W,x1)=(−0.1467,0)分成7部分.实线代表稳定的平衡曲线,虚线代表不稳定的平衡曲线.运用微分包含理论,引入辅助参数q,以F表示系统(1),于是系统(1)可改写为其中辅助参数q可表示为式中,ys,Ws分别表示当轨线接触到非光滑分界面时状态变量y和慢变参数W的值.由于非光滑分界面的非线性动力学特性,结合微分包含理论,系统的平衡曲线中出现了一段Σ-平衡点曲线EB0,如图3所示.在(W,x1)平面上的转换相图与平衡曲线及相关分岔图的叠加能更好地诠释系统周期簇发振荡机制,如图4和图5所示.可以发现,在一个周期的簇发振荡中,轨线出现了多个激发态和沉寂态,且轨线在不同激发态之间转迁时多次接触分界面,或发生滑动行为,或进入另一子区域,如此在两子区域D+和D−中多次往返并表现出特殊的振荡模式.图3 Ω1=0.0005,Ω2=0.002时平衡曲线及分岔图Fig.3 Equilibrium branches as well as the bifurcations fo rΩ1=0.0005,Ω2=0.002图4 Ω1=0.0005,Ω2=0.002时(W,x1)平面转换相图Fig.4 Transformed phase portrait on the(W,x1)plane forΩ1=0.0005,Ω2=0.002图5 Ω1=0.0005,Ω2=0.002时转换相图与平衡曲线的叠加图Fig.5 Overlap of equilibrium branches and transformed phase portrait on the(W,x1)forΩ1=0.0005,Ω2=0.002通过转换相图与平衡曲线及相关分岔图的叠加图5阐述系统周期簇发振荡机制.不失一般性,假设轨线从子区域D−中W取最小值W=−1处出发,之后轨线几乎严格沿焦点型稳定平衡曲线EB−2运动,表现为沉寂态QS1,当轨线穿越Hopf分岔点HB−2(W,x1)=(−0.2529,−0.4270)时,Hopf分岔出现,平衡点失稳,产生稳定的极限环LC.由于极限环LC在随着慢变参数W变化的过程中会与非光滑分界面有接触,因而受到非光滑因素的影响,轨线的振荡结构会发生明显的变化.为更好地展现轨线在光滑区域的振荡形式及接触到分界面后发生的簇发振荡行为.图6∼图9给出了因Hopf分岔产生的不同慢变参数情形下的稳定极限环的演变过程.当W=−0.2529时,超临界 Hopf分岔点HB−2(W,x1)=(−0.2529,−0.4270)出现,产生了围绕位于平衡线EB−3的不稳定焦点振荡的极限环LC.图6给出了对应于慢变参数W=−0.2529的极限环,可以发现,其在围绕平衡曲线HB−3逆时针振荡的过程中完全处于光滑区域D−,并未接触非光滑分界面Σ.随着慢变参数W的增大,极限环LC的振幅在光滑区域D−内逐渐增加.当慢变参数W增大到W=−0.2476时,极限环在P1(x1,y1)=(0,0.6847)点接触到非光滑分界面,然后沿向上箭头方向在分界面上开始滑动,经过一段时间滑动到点P2(x1,y1)=(0,0.9857)后,又沿向下箭头方向运动到点P3(x1,y1)=(0,1.6601),之后离开分界面Σ,即表现为从光滑区域D−进入分界面滑动一段时间之后,然后脱离分界面,后又再次返回光滑区域D−继续运行.所以,慢变参数W=−0.2476对应着Filippov型广义自治系统的同宿分岔.当慢变参数增加至W=−0.1650时,极限环LC从位于分界面上的P1(x1,y1)=(0,0.1066)点进入分界面后沿向上箭头方向滑动到P2(x1,y1)=(0,1.9943)点,之后立刻穿过分界面Σ进入光滑区域D+,然后继续在区域D+短暂运动后又于P3(x1,y1)=(0,2.1560)点返回到分界面,沿分界面按向下箭头方向继续滑动到位于分界面上的P4(x1,y1)=(0,0.5775)点,继而返回到区域D−继续运动.所以,慢变参数W=−0.1650对应着Filippov型广义自治系统的非常规分岔——多滑分岔[32].图9给出的是W=0时轨线呈现的一种对称的振荡模式.极限环仍然是在P1(x1,y1)=(0,−1.0336)点接触到分界面后沿向上箭头方向滑动到P2(x1,y1)=(0,1.0336)点,然后立刻穿过分界面Σ进入光滑区域D+,在区域D+内进行大幅振荡后于P3(x1,y1)=(0,0.6990)点再次进入分界面,继续按向下箭头方向滑动到P4(x1,y1)=(0,−0.6990)点,之后进入区域D−开始大幅振荡.在区域D+和D−内轨线表现为对称的簇发振荡.图6 W=−0.2529时的稳定极限环Fig.6 Stable limit c ycle with W=−0.2529图7 W=−0.2476时的稳定极限环Fig.7 Stable limit cycle with W=−0.2476图8 W=−0.1650时的稳定极限环Fig.8 Stable limit cycle with W=−0.1650图9 W=0时的稳定极限环Fig.9 Stable limit cycle with W=0W值随时间继续增大,轨线振荡幅值逐渐减小,当W增大到最大值W=1时,轨线收敛到平衡曲线EB+2.之后,W的值将开始逐渐减小,轨线几乎严格沿稳定的平衡曲线EB+2运动,表现为沉寂态 QS2,直到遇到Hopf分岔点HB+2(W,x1)=(0.2529,0.4270),再次出现 Hopf分岔,仍然产生稳定的极限环,呈现出与由HB−2(W,x1)=(0.2529,0.4270)产生的极限环LC在不同参数下的相似且对称的演化状态,此时轨线处于激发态.随着W值继续减小,轨线振荡幅值逐渐减小,当W减小到最小值W=−1时,轨线收敛到平衡曲线EB−2.至此,轨线完成一个周期的簇发振荡.3.2 Ω1=0.0005,Ω2=0.003时簇发振荡机理分析固定振幅A1=7,A2=3,取Ω1=0.0005,Ω2=0.003.通过数值模拟研究系统所可能发生的各种簇发振荡模式以及非光滑演变行为.图10和图11分别给出了系统在(x1,y1)平面的相图和x1的时间历程图.图10 Ω1=0.0005,Ω2=0.003时(x1,y1)平面上相图Fig.10 Phase portrait on the(x1,y1)plane for Ω1=0.0005,Ω2=0.003图11 Ω1=0.0005,Ω2=0.003时x1的时间历程图Fig.11 Time history of x1for Ω1=0.0005,Ω2=0.003为揭示系统周期簇发振荡的演化机制,我们仍然给出了系统随慢变参数W变化的平衡曲线及分岔图,在(W,x1)平面上的转换相图,在(W,x1)平面上的转换相图与平衡曲线的叠加图,如图12∼图14所示.同时图15∼图18给出了在(W,x1)平面上转换相图的局部放大图.如平衡曲线及分岔图12中所示,系统的平衡曲线被2个超临界Hopf分岔点HB±1(W,x1)=(±1.0285,±0.4282),2 个 fold 分岔点FB±1(W,x1)=(±0.1874,±0.3821)和曲线与分界面的 2个交点N1(W,x1)=(−0.1467,0)和 N2(W,x1)=(0.1467,0)分成7部分.实线代表稳定的平衡曲线,虚线代表不稳定的平衡曲线.对比Ω1:Ω2=1:4时,平衡曲线发生了多次曲折,对应极值点的个数也由2个变为6个.从(W,x1)平面上的转换相图与平衡曲线的叠加图14看出,在一个周期的簇发振荡中,轨线出现了2个激发态SP±i(i=1,2)和2个沉寂态QS±i(i=1,2).轨线在不同激发态之间转迁时会接触到分界面,沿分界面滑动之后,进入另一区域发生簇发振荡现象,并经一段时间之后又返回分界面,回到之前所在区域,如此在两子区域D+和D−中往返并表现为簇发振荡.图12 Ω1=0.0005,Ω2=0.003时平衡曲线及分岔图Fig.12 Equilibrium branches as well as the bifurcations forΩ1=0.0005,Ω2=0.003图13 Ω1=0.0005,Ω2=0.003时(W,x1)平面上转换相图Fig.13 Transformed phase portrait on the(W,x1)plane forΩ1=0.0005,Ω2=0.003图14 Ω1=0.0005,Ω2=0.003时转换相图与平衡曲线的叠加图Fig.14 Overlap of equilibrium branches and transformed phase portrait on the(W,x1)forΩ1=0.0005,Ω2=0.003图15 Ω1=0.0005,Ω2=0.003 时 (W,x1)平面上的转换相图的局部放大图1Fig.15 Locally enlarged part one of the transformed phase portrait onthe(W,x1)for Ω1=0.0005,Ω2=0.003图16 Ω1=0.0005,Ω2=0.003 时 (W,x1)平面上的转换相图的局部放大图2Fig.16 Locally enlarged part two of the transformed phase portrait onthe(W,x1)for Ω1=0.0005,Ω2=0.003不失一般性,假设轨线从子区域D−中W取最小值W=−1处出发,之后轨线几乎严格沿焦点型稳定平衡曲线EB−2运动,表现为沉寂态Q S−1,直到轨线抵达 fold分岔点FB−1(W,x1)=(0.1874,−0.3821),fold分岔出现导致轨线开始跳跃,使得轨线表现为激发态SP−1,在PS1(W,x1)=(0.1909,0)点 (如图 10)到达分界面,滑动至点PS2(W,x1)=(0.1918,0)后穿过分界面,到达区域D+后轨线继续大幅振荡,表现为激发态SP+1.随着W值的增大,振荡幅值逐渐减小,当W增大到最大值W=1时,轨线收敛到平衡曲线EB+2.随着时间的延长,W值将逐渐减小,轨线几乎严格沿稳定的平衡曲线EB+2运动,表现为沉寂态QS+1,直到轨线抵达FB+1(W,x1)=(−0.1874,0.3821),fold分岔再次发生,轨线开始跳跃,表现为激发态SP+2,在PS3(W,x1)=(−0.1909,0)点到达分界面,滑动至点PS4(W,x1)=(−0.1918,0)后穿过分界面.当轨线到达区域D−后,继续大幅振荡,表现为激发态SP−2.随着W取值的减小,振荡幅值也逐渐减小,当W减小到最小值W=−1时,轨线稳定到平衡曲线EB−2,表现为沉寂态QS−2.至此,轨线完成一个周期的非光滑簇发振荡.图17 Ω1=0.0005,Ω2=0.003 时 (W,x1)平面上的转换相图的局部放大图3Fig.17 Locally enlarged part three of the transformed phase portrait onthe(W,x1)for Ω1=0.0005,Ω2=0.003图18 Ω1=0.0005,Ω2=0.003 时 (W,x1)平面上的转换相图的局部放大图4Fig.18 Locally enlarged part four of the transformed phase portrait onthe(W,x1)for Ω1=0.0005,Ω2=0.0034 两种情形下平衡曲线的演化趋势观察两种情形下的平衡曲线图3和图12可以发现,虽然平衡曲线具有相似的结构,但随着参数激励频率的改变,平衡曲线发生曲折的次数有所增加,致使极值点个数也随之增多,相应簇发振荡的转换相图也变得复杂,而导致这一现象产生的原因是两激励的频率存在明显的量级差.以Ω1=0.0005,Ω2=0.002为例,当频率小的变量运动一个周期时,频率大的变量却已经运动了4个周期,而此两者的耦合恰好形成一个新周期.为描述平衡曲线极值点个数的变化,图19和图20给出了两种情形下极值点个数的变化趋势,其中,图19和图20中的黑色标识点分别对应图3和图12中的平衡曲线中的极值点.图19中的曲线对应的函数表达式分别为y1=32W3−16W和.图20中的曲线对应的函数表达式分别为y1=192W5−192W3+36W和图19 Ω1=0.0005,Ω2=0.002时极值点个数情况Fig.19 Variation of extreme points with Ω1=0.0005,Ω2=0.002图20 Ω1=0.0005,Ω2=0.003时极值点个数情况Fig.20 Variation of extreme points with Ω1=0.0005,Ω2=0.003如图 19和图 20所示,当Ω1=0.0005,Ω2=0.002时,平衡曲线的极值点个数为2,当Ω1=0.0005,Ω2=0.003时,极值点增加为6个.将图19和图20分别与图3和图12进行对比,发现图19和图20中黑色标识的极值点的个数分别与图3和图12所示的平衡曲线中的极值点个数相一致,并且各极值点坐标也与平衡曲线所示的相吻合.当Ω1=0.0005,Ω2=0.002时,对应极值点的W的坐标是W= ±0.7435,当Ω1=0.0005,Ω2=0.003时,对应极值点的W 的坐标是W±1=±0.1756,W±2=±0.4547.5 结论对于含双频激励的Filippov系统进行非光滑簇发振荡机理分析时,引入周期变化的双频激励项,当两激励频率之间存在共振关系,且周期激励频率远小于系统的固有频率时,将两周期激励项转换为单一周期激励项的函数表达式,并将该单一周期激励项视为慢变参数,利用快慢分析法,在固定两激励振幅的取值,保持外激频率不变,改变参激频率的情形下,得到了快子系统随慢变参数变化的平衡曲线及其分岔行为的演化机制.结合转换相图和不同慢变参数情形下的稳定极限环的演变过程,发现随着慢变参数的改变,轨线会出现同宿分岔、多滑分岔及多种复杂振荡模式,而参激频率的改变,使得系统的分岔模式增加,系统的簇发振荡机制变得复杂,从而非光滑动力学行为特性也更明显.通过对比两种不同参激频率下的平衡曲线及分岔图,发现虽然系统有相似的平衡曲线结构,却因参激频率取值的不同,致使平衡曲线发生曲折的次数增加,极值点个数也由Ω1=0.0005,Ω2=0.002时的2个变为Ω1=0.0005,Ω2=0.003时的6个,数值模拟也很好地验证了这一结果.必须指出的是,本文讨论的是保持外激频率Ω1=0.0005不变,改变参激频率Ω2的值时系统产生的簇发振荡及非光滑行为特性.若固定Ω2不变,改变Ω1的值,系统可能会有不同的非线性动力学行为,我们将另外讨论这种情形.参考文献【相关文献】1 秦志英,李群宏.一类非光滑映射的边界碰撞分岔.力学学报,2013,45(1):25-29(Qin Zhiying,Li Qunhong.Border-collision bifurcation in a kind of non-smooth maps.Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics,2013,45(1):25-29(in Chinese))2 高雪,陈前,刘先斌.一类分段光滑隔振系统的非线性动力学设计方法.力学学报,2016,48(1):192-200(Gao Xue,Chen Qian,Liu Xianbin.Nonlinear dynamics design for piecewise smooth vibration isolation system.Chinese Journal of Theoretical and AppliedMechanics,2016,48(1):192-200(in Chinese))3 范新秀,王琪.车辆纵向非光滑多体动力学建模与数值算法研究.力学学报,2015,47(2):301-309(Fan Xinxiu,Wang Qi.Research on modeling and simulation of longitudinal vehicle dynamics based on non-smooth dynamics of multibody systems.Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics,2015,47(2):301-309(in Chinese))4 Leine RI,Van Campen DH,Van De Vrande BL.Bifurcations in nonlinear discontinuous systems.Nonlinear Dyn,2000,23:105-1645 Kowalczyk P,Bernardo MD.Two-parameter degenerate sliding bifurcations in Filippov systems.Physica D,2005,204:204-2296 Fuhrmann G.Non-smooth saddle-node bifurcations III:Strange attractors in continuous time.J Differ Equations,2016,261:2109-21407 Bernardo MD,Nordmark A,Olivar G.Discontinuity-induced bifurcations of equilibria in piecewise-smooth and impacting dynamical systems.Physica D,2008,237:119-1368 Xiong YQ.Limit cycle bifurcations by perturbing non-smooth Hamiltonian systems with 4 switching lines via multiple parameters.Nonlinear Anal-Real,2018,41:384-4009 张舒,徐鉴.时滞耦合系统非线性动力学的研究进展.力学学报,2017,49(3):565-587(Zhang Shu,Xu Jian.Review on nonlinear dynamics in systems with coupling delays.Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics,2017,49(3):565-587(in Chinese))10 Colombo A,Bernardo MD,Hogan SJ,et al.Bifurcations of piecewise smoothflows:Perspectives,methodologies and open problems.Physica D,2012,241:1845-186011 张思进,周利彪,陆启韶.线性碰振系统周期解擦边分岔的一类映射分析方法.力学学报,2007,39(1):132-136(Zhang Sijin,Zhou Libiao,Lu Qishao.A map method for grazing bifurcation in linear vibro-impact system.Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics,2007,39(1):132-136(in Chinese))12 卓小翔,刘辉,楚锡华等.非均质材料动力分析的广义多尺度有限元法.力学学报,2016,48(2):378-386(Zhuo Xiaoxiang,Liu Hui,Chu Xihua,et al.A generalized multiscale finite element method for dynamic analysis of heterogeneous material.Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics,2016,48(2):378-386(in Chinese))13 Zhao XJ,Sun YP,Li XM,et al.Multiscale transfer entropy:Measuring information transferon multiple time mun Nonlinear Sci Numer Simulat,2018,62:202-21214 Li QQ , Wang YH, Vasilyeva M. Multiscale model reduction for fluid infiltration simulation through dual-continuum porous media with localized uncertainties.J Comput Appl Math,2018,336:127-14615 Chinkanjanarot S,Radue MS,Gowtham S,et al.Multiscale thermal modeling of cured cycloaliphatic epoxy/carbon fiber composites.J Appl Polym Sci,2018,135(25):4637116 Lameu EL,Borges FS,Borges RR,et work and external perturbation induce burst synchronisation in cat cerebral mun Nonlinear Sci,2016,34:45-5417 张正娣,毕勤胜.自激作用下洛伦兹振子的簇发现象及其分岔机制.中国科学:物理学力学天文学,2013,43:511-517(Zhang Zhengdi,Bi Qinsheng.Bursting phenomenon as well as the bifurcation mechanism of self-excited Lorenz system.Sci Sin-Phys MechAstron,2013,43(4):511-517(in Chinese))18 Bi QS.The mechanism of bursting phenomena in Belousov Zhabotinsky(BZ)chemical reaction with multiple time scale.Sci China-Technol Sci,2010,53(1):748-76019 李向红,毕勤胜.铂族金属氧化过程中的簇发振荡及其诱发机理.物理学报,2012,61:020504(Li Xianghong,Bi Qinsheng.Bursting oscillations and the bifurcation mechanism in oxidation on platinum group metals.Acta Phys Sin,2012,61:020504(in Chinese))20 Chen XK,Li SH,Zhang ZD,et al.Relaxation oscillations induced by an order gap between exciting frequency and natural frequency.Sci China Tech Sci,2017,60:289-29821 Jensen RV.Synchronization of driven nonlinear oscillators.Am J Phys,2002,70:607-61922 Peng J,Wang L,Zhao Y,et al.Synchronization and bifurcation in limit cycle oscillators with delayed coupling.Int J Bifurcat Chaos,2011,21:3157-316923 Pereda E, De La Cruz DM, Manas S, et al. Topography of EEG complexity in human neonates:Effect of the postmenstrual age and the sleep state.NeurosciLett,2006,394(2):152-15724 Naidu DS.Analysis of non-dimensional forms of singular perturbation structures for hypersonic vehicles.Acta Astronaut,2010,66(1):577-58625 Chumakov GA,Chumakova NA,Lashina EA.Modeling the complex dynamics of heterogeneous catalytic reactions with fast,intermediate,and slow variables.Chem Eng J,2015,282:11-1926 Tsaneva-Atanasova K,Osinga HM,Riess T,et al.Full system bifurcation analysis of endocrine bursting models.J Theor Biol,2010,264:1133-114627 Alexandrov DV,Bashkirtseva IA,Ryashko LB.Excitability,mixedmode oscillations and transition to chaos in a stochastic ice ages model.Physica D,2017,343(15):28-3728 Izhikevich EM.Neural excitability,spiking and bursting.Int J BifurcatChaos,2000,10:1171-126629 Yue Y,Zhang ZD,Han XJ.Periodic or chaotic bursting dynamics via delayed pitchforkbifurcation in a slow-varying controlled mun Nonlinear Sci Numer Simulat,2018,56:380-39130 Bi QS, Chen XK, Juergen K,et al. Nonlinear behaviors as well as the mechanismin a piecewise-linear dynamical system withtwo time scales.Nonlinear Dyn,2016,85:2233-2245 31 Han XJ,Xia FB,Zhang C,et al.Origin of mixed-mode oscillations through speed escape of attractors in a Rayleigh equation with multiple-frequency excitations.NonlinearDyn,2017,88:2693-270332 Bernardo MD,Kowalczyk P,Nordmark A.Bifurcations of dynamical systems with sliding:Derivation of normal-form mappings.Physica D,2002,170:175-205。

教育部关于2011年度高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)奖励的决定文章属性•【制定机关】教育部•【公布日期】2012.02.10•【文号】教技发[2012]1号•【施行日期】2012.02.10•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】高等教育,机关工作正文教育部关于2011年度高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）奖励的决定（教技发[2012]1号）为全面贯彻党的十七大和十七届六中全会精神，深入贯彻落实科学发展观，大力实施科教兴国战略和人才强国战略，推进科技进步和自主创新，根据《高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）奖励办法》的规定，我部组织开展了2011年度高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）评审工作。

经评审，决定授予“原发性小血管炎临床表型和发病机制”等43项成果高等学校自然科学奖一等奖，授予“恒星形成活动和恒星形成区的观测研究”等58项成果高等学校自然科学奖二等奖；授予“立体视频获取与重建技术及装置”等14项成果高等学校技术发明奖一等奖，授予“大型三维接触面试验设备系统和测试技术”等14项成果高等学校技术发明奖二等奖；授予“异基因造血干细胞移植后移植物抗宿主病早期预警与干预技术及应用”等56项成果高等学校科学技术进步奖一等奖，授予“非霍奇金淋巴瘤诊断治疗的基础和临床研究”等92项成果高等学校科学技术进步奖二等奖；授予“医学信息智能计算支撑平台与应用”等7项成果高等学校科学技术进步奖（推广类）二等奖；授予“在单晶硅片表面制备碳纳米管复合薄膜的方法”成果高等学校专利奖二等奖。

全国高等学校的科学技术工作者要向全体获奖者学习，继续发扬求真务实、勇于创新的科学精神，不畏艰险、勇攀高峰的探索精神，团结协作、淡泊名利的团队精神，报效祖国、服务社会的奉献精神，坚定不移走中国特色自主创新道路，不断提高自主创新能力，积极投身于科教兴国战略的实践中，为建设创新型国家、促进科学发展做出新的更大贡献。

周期激励下van,der,Pol许多领域都存在快慢系统，如机械工程、生物神经[3-4]、化学反应[5-6]、电子电路[7-8]等。

快慢系统极易出现簇发振动（也称作混合模式振动）[9-10]，即由若干较大振幅振动（激发态）和若干微小振幅振动（沉寂态）交替变化构成的周期振动[11-12]。

针对此类现象，早期研究主要侧重于实验、数值模拟等方法。

直到Rinzel，Izhikevich等[13-14]将快慢分析法和分岔理论引入到簇发现象的分析中，簇发现象的产生机理才开始被许多学者关注。

王晓宇等用快慢分离和多尺度法，研究了计入子星姿态的绳系卫星系统在平衡位置附近的稳态振动，并发现了子星的高频振动和系绳的低频振动之间存在明显的耦合现象。

Jiang等发现了当轻量杆的转动惯量远小于电机的转动惯量时，带柔性杆的电机一连杆系统为快慢耦合系统。

文献[17-21]深入研究了大量神经元模型的簇发振动行为及其在各种复杂结构下的多尺度同步转迁过程。

文献[22-25]针对分段、多频、非光滑、高维等因素下的复杂非线性系统的簇发振动及其产生机理做了大量工作。

李向红等[26-27]给出了包络快慢分析法，该方法适用于三时间尺度的簇发现象机理研究，并在参数变易法的基础上提出了一种适合快慢系统的近似解析方法。

刘富豪等建立了基于速度协调法的齿轮副碰撞动力学模型，提出了针对该模型的“碰撞”数值算法，并利用该算法计算出了系统周期解对应的离散状态转移矩阵，进而求得了Floquent乘子，借此判断了系统周期解的稳定性。

最近，Roberts等研究了气候数据中复杂的混合模式振动行为。

Mitra等针对辉光放电等离子体系统，探讨了无碰撞磁化等离子体混合模式振动的典型现象及其相应的非线性行为。

Kingston等采用实验与数值仿真两种方法，得到了基于忆阻器的Lienard系统中存在混合模式振动。

另一方面，van der Pol-Rayleigh系统是一类典型的自激振动系统，常常用来模拟生物力学、机械工程和电路系统等工程领域的非线性行为。

机械工程专业学科简介机械工程专业是以现代工程机械和车辆为研究对象，研究工程机械和车辆的现代设计理论与方法、检测与维护所涉及的关键基础理论与工程技术的学科。

该专业围绕“工程机械”和“工程车辆”这两种对湖南经济发展起重要作用的机械产品，开展以应用技术为主的科学研究和人才培养工作。

该专业建立了“机械设计及理论”、“机械电子工程”、“车辆工程”三个二级学科硕士点。

学科形成了“机电系统建模与控制”、“机械结构优化设计技术及可靠性设计理论”、“工程机械机电液一体化技术”、“车辆安全性设计理论与方法”四个稳定的研究方向。

其中，从系统建模、结构优化、可靠性设计三个方面研究工程机械及工程车辆的机械结构设计和性能分析的理论与方法。

从机电一体化技术集成的角度，研究工程机械及车辆中微电子、信息、控制、计算机、管理等与机械工程科学的交叉融合。

在机械制造方面，主要从CAD/CAE/CAM技术集成的角度研究机械制造过程的质量控制与管理技术。

在车辆工程领域，着重研究车辆安全设计、车辆与环境作用的机制及安全控制技术。

该专业在上述四个研究方向形成了一批国内外有影响的成果和专利，如某大型工业轧机辊系及液压自动厚控系统的建模与分析、结构拓扑与布局优化设计方法、沥青混凝土路面微波加热修复设备、水泥路面超高压水射流破碎设备、车辆碰撞能量吸收机理、车辆智能耐撞与避撞技术等，年均发表高水平学术论文80多篇。

近五年获国家奖1项，省部级奖2项，发明专利7项，实用型专利6项。

目前主持国家级项目6项，近五年年均科研经费达300多万元。

该专业的学术团队中有博士生导师5名，博士学位获得者26位，年均毕业硕士研究生30余人，已具备良好的科学研究和研究生培养条件。

现有导师20人，其中教授13名，副教授7人。

该专业的培养目标是培养具备机械工程学科基本理论和专业知识，掌握机械工程的基本技能和能力，能够从事机械设计、制造、检测、维修、管理和科学研究等方面工作的高级工程技术人才。

2023-11-06CATALOGUE目录•引言•高超声速飞行器多物理场耦合模型•高超声速飞行器多物理场耦合数值模拟•高超声速飞行器多物理场耦合问题分析•高超声速飞行器多物理场耦合问题优化设计•结论与展望01引言研究背景与意义高超声速飞行器在国防、科技和商业领域具有重要应用价值，如高超声速巡航导弹、高超声速飞机等。

多物理场耦合问题是高超声速飞行器设计面临的重大挑战之一，涉及气动、热、结构等多个物理场的相互影响。

研究多物理场耦合问题对提高高超声速飞行器的性能、安全性和可靠性具有重要意义。

010203研究现状与发展国内外学者针对高超声速飞行器多物理场耦合问题开展了广泛研究，提出了许多建模与求解方法。

然而，由于高超声速飞行器多物理场耦合问题的复杂性，仍存在许多挑战需要进一步解决。

随着计算技术和数值方法的不断发展，多物理场耦合问题的研究将更加深入，为高超声速飞行器的设计提供更加有效的手段。

02高超声速飞行器多物理场耦合模型建模方法与原理耦合模型分类根据耦合程度和物理场类型，可将高超声速飞行器多物理场耦合模型分为强耦合模型、弱耦合模型和混合耦合模型。

建模原理利用物理和数学方法，建立能够描述各物理场之间相互作用和影响的数学模型，并进行数值模拟和实验验证。

常用软件ANSYS、FLUENT、MATLAB、COMSOL等。

气动-热-结构耦合模型热效应对气动性能的影响结构变形会改变飞行器的气动外形，进而影响飞行器的气动性能。

建模方法采用有限元法和有限差分法等数值方法，进行耦合求解。

气动外形对温度场的影响高超声速飞行时，气动加热会导致飞行器表面温度升高，进而影响结构强度和刚度。

03建模方法采用多学科耦合方法和控制理论进行建模和仿真分析。

气动-推进-控制耦合模型01推进系统对气动性能的影响火箭发动机的推力、燃料消耗等会影响飞行器的气动外形和气动性能。

02控制系统的气动效应控制面、控制机构等的气动效应会影响飞行器的气动性能和控制精度。

2013年河北省高等学校科学研究序号项目编号项目名称
1Z2013024过渡金属-非金属混合团簇的结构和性质研究
2Z2013036基于热力循环学理论的太阳能辅助空气源热泵采暖系统能效研究
3Z2013114基于电-磁-机多场耦合超磁致伸缩执行器优化设计研究
4Z2013115基于高炉渣的高附加值产品—人造玉的关键技术研究
5QN20132005分布参数系统的模糊推理建模与控制研究
学研究计划项目
研究类别承担单位负责人项目类别截止年限基础研究华北科技学院冯翠菊自筹资金项目2015基础研究华北科技学院吴金顺自筹资金项目2015应用研究华北科技学院隋晓梅自筹资金项目2015应用研究华北科技学院由伟自筹资金项目2015基础研究华北科技学院杨文光青年基金项目2016。

附件2019 年度浙江省自然科学基金资助项目表一、省自然科学基金重大项目（24 项）序号项目编号项目名称项目负责人项目承担单位1 LCD19E090001 海洋岩土介质多场耦合作用及海床设施灾变的超重力试验研究朱斌浙江大学2 LD19A010001 面向网络分析与演化研究的数学理论张昭浙江师范大学3 LD19A010002 张量数据深度学习/ 统计学习的优化理论方法及其应用喻高航杭州电子科技大学4 LD19A040001 新型拓扑量子材料的物性调控和概念器件研究郑毅浙江大学5 LD19B030001 气体环境下纳米催化剂结构与性能的显微学研究王勇浙江大学6 LD19C030001 片段化景观中森林生态系统功能对环境变化的响应及其机制研究于明坚浙江大学7 LD19C070001 肺癌外泌体在肺癌发生发展和早期诊断与化学干预中的机制研究张龙浙江大学8 LD19C130001 水稻新型高光效基因提高产量的分子机理解析马伯军浙江师范大学9 LD19C190001 罗非鱼性别决定分子机制的演化与应用周琦浙江大学10 LD19C200001 基于肠道微生物组评估中链脂肪酸甘油酯类食品添加剂的安全性冯凤琴浙江大学11 LD19D060001 杭州湾海陆交错带微生物组及其生态功能研究马斌浙江大学12 LD19E010001 磁性纳米颗粒自组装过程的原位观测和性能表征杜娟中国科学院宁波材料技术与工程研究所13 LD19E020001 超低功耗忆阻型类脑器件微观机理研究诸葛飞中国科学院宁波材料技术与工程研究所14 LD19E020002 新型二维半导体材料的缺陷物理与生长机理之电子显微研究金传洪浙江大学15 LD19E030001 双连续高分子纳米合金的形成机制、结构调控及性能研究李勇进杭州师范大学16 LD19F050001 超大容量光通信技术与光子集成器件研究高士明浙江大学17 LD19G030001 基层医疗卫生机构综合运行机制的研究郁建兴浙江大学18 LD19H090001 5- 羟甲基胞嘧啶修饰和TET2/3 在帕金森病发病中的作用及分子机制研究祝建洪温州医科大学19 LD19H090002 自闭症情感障碍与行为障碍交互影响的环路机制罗建红浙江大学20 LD19H150001 肠上皮细胞Tlr 5 通路参与急性胰腺炎致肠道细菌移位的机制研究张匀浙江大学21 LD19H160001 有丝分裂期DNA修复导致肿瘤化疗耐药的分子机制及潜在干预靶点研究应颂敏浙江大学22 LD19H160002 未折叠蛋白响应通路调控肿瘤细胞“上皮- 间质”转化及肿瘤干细胞的机制研究冯宇雄浙江大学23 LD19H180001 乳腺癌细胞内X 连锁肿瘤抑制基因编辑治疗及机制的研究王立忠温州医科大学24 LD19H300001 血脑屏障调控与脑部肿瘤靶向治疗胡富强浙江大学－1 －二、省自然科学基金杰出青年科学基金项目（75 项）序号项目编号项目名称项目负责人项目承担单位1 LR19A010001 流形上的非凸优化模型与稀疏信号恢复沈益浙江理工大学2 LR19A020001 复杂颗粒材料的流动本构关系和微观机理研究郭宇浙江大学3 LR19A040001 类硒化锡材料热电输运机制与其对能量转换效率的影响陈粤香港大学浙江科学技术研究院4 LR19A040002 界面拓扑磁结构关键参量Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用及垂直磁各向异性的理论研究杨洪新中国科学院宁波材料技术与工程研究所5 LR19B010001 高核稀土- 过渡金属簇合物的磁构规律研究庄桂林浙江工业大学6 LR19B010002 高掺杂稀土上转换纳米材料的发光调控及其能量传递机制研究邓人仁浙江大学7 LR19B020001 廉价过渡金属催化烯烃的不对称反应研究陆展浙江大学8 LR19B030001 新型可极化分子力场MPID的开发与应用黄晶浙江西湖高等研究院9 LR19B050001 开发固体核磁共振技术探究功能材料的表界面现象孔学谦浙江大学10 LR19B060001 腈水解酶催化混乱性的分子机制及反应专一性调控研究郑仁朝浙江工业大学11 LR19B060002 光电催化降解化工废水中杂环类有机污染物的耦合机制研究侯阳浙江大学12 LR19C010001 微生物药物生物合成机器的解析与重塑杜艺岭浙江大学13 LR19C030001 基于微生态理论解析对虾肝胰腺坏死症病因学机理熊金波宁波大学14 LR19C050001 探索使用新一代蛋白质组大数据技术和机器学习改进结肠癌的分子分型和预后判断郭天南浙江西湖高等研究院15 LR19C050002 锌离子转运蛋白结构生物学研究郭江涛浙江大学16 LR19C050003 非编码RNA分子的化学生物学与结构生物学研究任艾明浙江大学17 LR19C060001 癌症表观基因组生物标志物识别研究苏建忠温州医科大学18 LR19C080001 线粒体动力学控制成熟T 细胞分化及自身免疫性疾病发病的机制研究靳津浙江大学19 LR19C090001 外侧缰核星形胶质细胞- 小胶质细胞互作在神经元活性调节及抑郁症中作用机制研究崔一卉浙江大学20 LR19C090002 探讨对已注意信息的主动抑制：现象、机制及其神经基础陈辉浙江大学21 LR19C120001 多能干细胞代谢调控与表观遗传学相互作用机制的研究张进浙江大学22 LR19C130001 DGS1调控水稻粒型的分子机制研究胡江中国水稻研究所23 LR19C140001 褐飞虱对共生真菌和病原真菌差异性免疫响应及其分子调控机制王正亮中国计量大学24 LR19C140002 昆虫特异性5- 羟色胺受体的功能研究黄佳浙江大学25 LR19C150001 植物新型肽类激素PSK调控番茄生长- 防御的分子机制师恺浙江大学26 LR19C160001 木材气凝胶异质界面构效关系及其放射性离子捕捉机制孙庆丰浙江农林大学27 LR19C180001 禽特异沙门氏菌菌毛定植因子的致病作用机制乐敏浙江大学－2 －28 LR19C190001 龟温度依赖型性别决定的表观遗传机制研究葛楚天浙江万里学院29 LR19C200001 水产品原肌球蛋白致敏性的微生物关联代谢组学调控机制傅玲琳浙江工商大学30 LR19D010001 领域自适应的高光谱遥感智能分类与滨海湿地应用孙伟伟宁波大学31 LR19D010002 基于潜流带耦合分析的农业流域氮污染滞后效应研究陈丁江浙江大学32 LR19D010003 土壤有机碳矿化形成及微生物机制罗煜浙江大学33 LR19D050001 基于三波长偏振高光谱分辨率激光雷达的大气气溶胶光学及微物理特性探测研究刘东浙江大学34 LR19D060001 太平洋热带气旋对厄尔尼诺- 南方涛动的影响研究连涛国家海洋局第二海洋研究所35 LR19E010001 多尺度/ 维度复杂微纳结构阵列的模板法构筑及在多功能器件中的应用杨士宽浙江大学36 LR19E020001 电荷选择性硅异质结及非掺杂太阳电池高平奇中国科学院宁波材料技术与工程研究所37 LR19E020002 纳米多孔序构磁性氧化物的可控构筑及电磁波吸收机制研究胡军浙江工业大学38 LR19E020003 二维材料可控组装结构的构筑及储能机制研究曹澥宏浙江工业大学39 LR19E020004 基于微流控系统的多功能生物传感器刘爱萍浙江理工大学40 LR19E030001 肿瘤诊断与治疗用有机无机复合纳米材料沈折玉中国科学院宁波材料技术与工程研究所41 LR19E030002 高强度水凝胶合成制备、成型加工及其应用基础研究吴子良浙江大学42 LR19E050001 智能机器人的全柔性多模态触觉感知系统设计及共融交互研究汪延成浙江大学43 LR19E050002 多级离心泵全流道三维流动特性研究及结构优化设计方法童哲铭浙江大学44 LR19E060001 多尺度多孔介质热质传递的细观分形理论和模型研究徐鹏中国计量大学45 LR19E060002 二氧化碳捕集中的多相输运与热质传递耦合研究王涛浙江大学46 LR19E080001 新型生物催化材料强化烟气中CO2捕集的作用机理张士汉浙江工业大学47 LR19E080002 考虑动力耦合效应的地铁盾构隧道结构长期服役行为的理论与试验研究叶肖伟浙江大学48 LR19E080003 城镇污水管网客水入侵实时辨识与定位理论及技术研究郑飞飞浙江大学49 LR19E080004 氯代芳香化合物非均相催化反应与毒副产物控制翁小乐浙江大学50 LR19E090001 THMC多场耦合作用下岩石裂隙的剪切特性研究李博绍兴文理学院51 LR19E090002 强人类活动影响下杭州湾和舟山海域水沙运动与综合治理胡鹏浙江大学52 LR19F010001 基于新型驻极材料和柔性发电器件的自驱动环境传感朱光宁波诺丁汉大学53 LR19F010002 毫米波MIMO系统中高效混合收发机优化算法研究蔡云龙浙江大学54 LR19F020001 物联网低功耗无线传输关键技术研究董玮浙江大学55 LR19F020002 复杂视觉场景智能感知与内容生成研究肖俊浙江大学56 LR19F020003 机器学习安全与隐私保护研究纪守领浙江大学－3 －57 LR19F020004 类人智能驱动的视觉场景感知和理解理论研究李玺浙江大学58 LR19F020005 基于轻量级蜜蜂脑机接口的智能行为控制方法研究郑能干浙江大学59 LR19F030001 基于机器学习的多层时效网络数据分析关键技术研究宣琦浙江工业大学60 LR19F030002 人工智能驱动的城市交通控制理论与方法马东方浙江大学61 LR19F050001 高功率密度蓝光激光激发下发光材料和激光照明光源的光色调控研究王乐中国计量大学62 LR19F050002 面向脑科学应用的活体三维动态微血管光学相干运动造影技术李鹏浙江大学63 LR19G020001 欲速则不达？企业国际化速度的前因后果机制研究：浙江企业的经验分析程聪浙江工业大学64 LR19G030001 “2030 双重目标”下的我国碳排放权动态分级分配研究方恺浙江大学65 LR19H080001 利用表观遗传学基因修饰手段治疗急性髓性白血病的新型策略钱鹏旭浙江大学66 LR19H090001 自闭症社交行为障碍的环路机制及其干预研究许均瑜浙江大学67 LR19H100001 DADA2的临床遗传诊断与致病机制研究周青浙江大学髓系细胞触发受体-2 介导肝脏枯否细胞免疫重68 LR19H150001塑在非酒精性脂肪肝合并脓毒症中的作用及机侯金超浙江大学制研究69 LR19H160001 L nc-DANCR-Akt/mTOR-Lin28 轴促进乳腺癌芳香化酶抑制剂耐药及干细胞特性的机制研究倪超杭州医学院70 LR19H160002 肝癌精准靶向的纳米药物及应用研究王杭祥浙江大学71 LR19H160003 去乙酰化酶Sirt1 抑制p62/SQSTM1泛素化降解在肝癌发生发展中的作用和机制冯利锋浙江大学72 LR19H180001 基于表面等离子体的高灵敏高分辨生物分析和成像技术的开发应用研究王毅温州生物材料与工程研究所基于生物等效性的“绿色富集- 精准定性- 活性73 LR19H280001成分组筛选”一体化策略研究丹参红花药效物李畅浙江中医药大学质基础74 LR19H310001 G蛋白偶联受体动态构象的调控机制及其分子药理学研究张岩浙江大学75 LR19H310002 基于转录因子调控的抗肿瘤机制及治疗策略研究朱虹浙江大学三、省自然科学基金重点项目（54 项）序号项目编号项目名称项目负责人项目承担单位1 LCZ19E050001 重载高频电液伺服振动台频宽拓展与信号保真谢海波浙江大学2 LCZ19E070001 超重力环境下高可靠性多相电机系统多物理场耦合分析与高性能控制策略杨家强浙江大学3 LCZ19E080001 土- 有机改性膨润土- 膨润土隔离墙的防污机理及离心模型试验研究邱战洪台州学院4 LCZ19E080002 超重力试验中砂土渗流和管涌相似律研究黄博浙江大学5 LJ19F020001 面向肺部感染性疾病预诊及诊断的智能决策研究汪鹏君温州大学6 LJ19H180001 基于多粒度深度影像组学的乳腺癌基因表达特征预测模型研究范明杭州电子科技大学－4 －7 LZ19A010001 怪波的解析理论及其应用贺劲松宁波大学8 LZ19A010002 生物序列和模型聚类与可靠性分析的几何造型相关问题研究李重浙江理工大学9 LZ19A020001 柔性多铁异质薄膜及其在可调谐射频/ 微波器件应用中的基础研究周浩淼中国计量大学10 LZ19A020002 细胞微管多尺度微纳结构及其机械力学性能研究张留洋浙江西安交通大学研究院11 LZ19A040001 基于X 射线谱学技术的新型强关联电子液晶体研究何睿华浙江西湖高等研究院12 LZ19A050001 关于量子热机的研究——旨在理解非平衡量子热力学G entaroWatanabe浙江大学13 LZ19B070001 水稻OsAAT1基因调控砷积累和耐受性的作用研究刘庆坡浙江农林大学14 LZ19C020001 OsPRAF1调控水稻根系发育的分子机制齐艳华浙江大学15 LZ19C060001 通过线粒体拯救修复母系遗传性肥厚型心肌病细胞功能的研究严庆丰浙江大学16 LZ19C070001 Sgo1 调控着丝粒组装的功能及分子机制研究汪方炜浙江大学17 LZ19C090001 抑制成体神经干细胞影响老年痴呆症小鼠突触和认知功能的机制研究孙秉贵浙江大学18 LZ19C110001 小胶质细通过调控自主神经功能活性参与高血压发病进程的机制研究史鹏浙江大学19 LZ19C140001 细胞自噬的类泛素蛋白连接系统调控球孢白僵菌二形转化的分子机制应盛华浙江大学20 LZ19C140002 水稻白叶枯病菌前噬菌体高效诱导释放的机制研究李斌浙江大学21 LZ19C160001 毛竹MLE（mariner-like element ）转座酶催化机理研究周明兵浙江农林大学22 LZ19C170001 以AI-2 为切入点研究群体感应调控仔猪肠道乳酸杆菌生物膜的分子机制汪海峰浙江大学23 LZ19C180001 单核细胞增多性李斯特菌YjbH 介导的抗应激和感染生物学机制研究宋厚辉浙江农林大学24 LZ19C190001 刺参细菌性疾病爆发的分子基础及其免疫防控研究李成华宁波大学25 LZ19D010001 农田土壤微塑料污染及其对养分有效性影响章海波浙江农林大学26 LZ19D030001 沉积物黑碳的电子转移能力对纳米零价铁还原疏水性有机污染物的影响楼莉萍浙江大学27 LZ19D050001 环杭州湾区域灰霾细颗粒来源特征及其老化机制李卫军浙江大学28 LZ19E020001 单色红光发射的稀土上转换纳米复合材料在阿尔兹海默症治疗中的应用探索李春霞浙江师范大学29 LZ19E050001 大型海上风力机“全自由度载荷”物理/ 数字复现方法研究林勇刚浙江大学30 LZ19E050002 多模态可控MEMS谐振器及其在多级敏感谐振式传感器的应用谢金浙江大学31 LZ19E060001 工作流体关键热物性参数及其耦合对脉动热管传热性能及烧干特性的影响韩晓红浙江大学32 LZ19E060002 探究控制分子动态运动的机理以强化光电与热电的应用O ngWeeLiat浙江大学33 LZ19E090001 波浪渗流作用对浪冲带水沙运动过程的影响研究刘海江浙江大学34 LZ19F010001 脑血管手术导航系统中的多模态影像分析方法赵一天中国科学院宁波材料－5 －基础研究技术与工程研究所35 LZ19F010002 微波光子宽带信号产生和数字化接收一体化架构及关键技术研究池灏浙江大学36 LZ19F010003 基于环境信号时空稀疏特性的物联网监测体系及关键技术研究王智浙江大学37 LZ19F020001 定位领域的新高度——毫米级超高精度无线定位理论研究王东林浙江西湖高等研究院38 LZ19F020002 多模态数据驱动的音乐积极情感反馈与生成模型研究张克俊浙江大学39 LZ19F030001 海洋平台系统的模糊建模及其主动控制方法研究张宝琳中国计量大学40 LZ19F030002 面向海洋监测的异构多AUV系统协同控制研究郑荣濠浙江大学41 LZ19F040001 S i 基Ge/InGaAs 高性能CMOS器件集成技术及器件可靠性研究赵毅浙江大学42 LZ19G030001 碳交易背景下林业碳汇项目风险测度、影响机理与管理对策研究吴伟光浙江农林大学43 LZ19G030002 财税政策对企业生态创新的影响机理及其优化研究廖中举浙江理工大学44 LZ19H020001 利拉鲁肽通过动员骨髓内皮祖细胞归巢至下肢缺血部位改善血供及机制研究郑超温州医科大学45 LZ19H040001 先天性心脏病发病机制和产前筛查新标志物的研究施红军浙江西湖高等研究院46 LZ19H090001 生物钟蛋白CLOCK缺失引发癫痫的机制及其治疗初探PEIJUNLI 温州医科大学47 LZ19H090002 C AAX缺失型Ras 样蛋白 2 对胞内α- 突触核蛋白水平的调控作用及其对帕金森病发病的影响张雄温州医科大学48 LZ19H090003 自噬障碍介导的炎症小体激活在七氟烷引起的老龄大鼠认知功能障碍中的作用及机制研究陈钢浙江大学49 LZ19H100001 E3 泛素连接酶FBXW7在系统性红斑狼疮中的调控作用及其机制研究王青青浙江大学50 LZ19H120001 人工调控室内光环境对豚鼠近视化的影响及机制童剑萍浙江大学51 LZ19H160001 核受体基因COUP-TFII 在大肠癌中的功能研究谢昕浙江大学52 LZ19H180001 多级靶向响应肿瘤微环境的小干扰RNA载体构建及抗三阴性乳腺癌活性研究沈建良温州生物材料与工程研究所53 LZ19H260001 RCC2蛋白新功能的鉴定及分子机制研究杨军杭州师范大学54 LZ19H300001 基于人工智能技术的药物毒性预测研究及毒性预测系统的开发侯廷军浙江大学四、省自然科学基金一般项目（813 项）序号项目编号项目名称项目负责人项目承担单位1 LH19E010001 各向异性NdFeB纳米复合永磁材料的微结构与磁性调控机理研究陶姗中国计量大学2 LH19G030001 “一带一路”框架下浙江产业集群创导的机理与模式研究王卫东中国计量大学3 LH19H050001 抑制NO信号通路在TMPRSS2:ERG阳性前列腺癌生长中作用的研究周峰浙江大学4 LH19H160001 血小板衍生生长因子PDGF-BB调控HIF-1 α介导卵巢癌铂类耐药的机制研究周玮浙江大学－6 －基于HDAC3介导组蛋白去乙酰化修饰的白术黄5 LH19H290001 酮苷AMFG-5改善PCOS卵巢颗粒细胞功能障碍周珏浙江工商大学的作用机制研究6 LH19H300001 海洋“未培养”微生物抗疟疾天然产物发现S lavaSEpstein宁波大学7 LY19A010001 共形代数的范畴化研究孙钦秀浙江科技学院8 LY19A010002 共享制造驱动的排序问题的算法设计与协调机制研究吴用宁波大红鹰学院9 LY19A010003 分片代数曲线和分片半代数集若干研究吴金明浙江工商大学10 LY19A010004 混合模型及改进EM算法的理论与应用王伟刚浙江工商大学11 LY19A010005 无线传感器数据采集网络驱动的数据可压缩通讯排序问题研究罗文昌宁波大学12 LY19A010006 基于动态协方差模型的纵向数据稳健估计方法研究许林浙江财经大学13 LY19A010007 面向供应链的多工厂单元化制造模型及优化算法研究王居凤中国计量大学14 LY19A010008 弱Galerkin 最小二乘有限元方法及其若干应用研究祝鹏嘉兴学院15 LY19A010009 B anach 空间反问题多参数正则化方法的理论及计算王薇嘉兴学院16 LY19A010010 时滞耦合系统的高余维分支、同步及相关动力学宋永利杭州师范大学17 LY19A010011 不变子代数的奇点表示和Poisson 整序何济位杭州师范大学18 LY19A010012 复双曲（非）算术群与曲面群的形变理论赵铁洪杭州师范大学19 LY19A010013 K urzweil 广义常微分方程适定性及周期性的研究夏治南浙江工业大学20 LY19A010014 基于机器学习的新统计模型方法王友干温州大学21 LY19A010015 图的非正常染色和限制列表染色的研究陈敏浙江师范大学22 LY19A010016 流体力学- 动理学耦合方程组的渐近行为姜在红浙江师范大学23 LY19A010017 近复流形与广义复流形的多重亏格及Kodaira维数研究陈豪杰浙江师范大学24 LY19A010018 边染色图中彩虹匹配的研究金泽民浙江师范大学25 LY19A010019 高阶张量方程和相关优化问题的解集性质分析与算法设计凌晨杭州电子科技大学26 LY19A010020 中心构型以及N体问题周期解的稳定性周青龙浙江大学27 LY19A010021 芬斯勒流形上的整体分析与拓扑夏巧玲浙江大学28 LY19A010022 统计与经济模型中的变点分析庞天晓浙江大学29 LY19A010023 丛代数理论中的一些关键问题的研究李方浙江大学30 LY19A010024 基于最大值原则和唯一延拓性的偏微分方程最优控制问题的有限元逼近刘康生浙江大学31 LY19A010025 大规模非负矩阵分解的DC算法及其在高光谱图像解混中的应用郑芳英浙江理工大学32 LY19A010026 几类时滞空间反常扩散系统的高精度守恒算法研究张启峰浙江理工大学33 LY19A010027 单调动力系统的渐近扩展速度研究马满军浙江理工大学34 LY19A010028 大规模非光滑优化问题研究及在特征选择中的应用唐培培浙江大学城市学院35 LY19A020001 非线性水波模型的Peregrine 呼吸子及Peregrine 类型畸形波研究黄文华湖州师范学院－7 －36 LY19A020002 柔性银纳米线导电膜的应力控制与弯曲特性研究许炜中国科学院宁波材料技术与工程研究所37 LY19A020003 周期性减振降噪结构的设计及其振动研究袁丽莉宁波大学38 LY19A020004 适合于稠油油藏Pickering 乳液体系的构筑及渗流理论研究龙运前浙江海洋大学39 LY19A020005 基于有限变形的超弹性轴向运动梁的非线性动力学研究王元斌绍兴文理学院40 LY19A020006 碳纳米管- 聚合物复合材料EHD打印机理及其微观力学特性研究曹倩倩嘉兴学院41 LY19A020007 复杂微通道内多相流体热质传输机理的格子Boltzmann 方法研究梁宏杭州电子科技大学42 LY19A040001 环境气氛调控的飞秒激光诱导微纳结构特征及其宏观表面性能研究骆芳芳湖州师范学院43 LY19A040002 三元低维碲化物超导体的合成和物性研究焦文鹤浙江科技学院44 LY19A040003 第二类狄拉克费米子系统中的磁性杂质电子性质研究孙金华宁波大学45 LY19A040004 集成多种电磁波功能的超薄特异介质表面的研究汤世伟宁波大学46 LY19A040005 面向新型光源的高气压飞秒成丝优化调控研究高晓辉绍兴文理学院47 LY19A040006 钙钛矿结钩金属卤化物太阳能电池中光管理研究王建峰中国计量大学48 LY19A040007 基于surface hopping 方法探索有机半导体中激子解体机制孙震浙江师范大学49 LY19A040008 石墨烯和过渡金属硫族化合物面内异质结接触特性与量子调控的理论研究管兆永浙江师范大学50 LY19A040009 膜蛋白对细胞膜的微观结构和形态的影响梁清浙江师范大学51 LY19A040010 图像转换光学加密系统研究陈林飞杭州电子科技大学52 LY19A040011 具有自导向效应的矢量部分相干光束的传输及其应用毛海丹杭州电子科技大学53 LY19A050001 NICA 能区重离子碰撞中集体行为的理论研究朱祥荣湖州师范学院54 LY19A050002 重核区形状共存及其相关信号的研究穆成富湖州师范学院55 LY19A050003 非局域可积系统的非线性波解及动力学性质研究杨云青浙江海洋大学56 LY19A050004 量子博弈在重复博弈和序贯博弈中的应用陈吉杭州电子科技大学57 LY19A050005 不稳定原子核中核子对关联的理论研究鲁定辉浙江大学58 LY19B010001 具有临床应用前景的铁基一氧化碳释放剂及动物模型应用研究刘小明嘉兴学院59 LY19B010002 超薄二维金属- 有机框架纳米片的合成、结构及其薄膜材料的制备与应用严政嘉兴学院60 LY19B010003 钛氧簇等多金属氧簇接枝噻吩类共轭聚合物的可控合成及电致变色性能研究吕耀康浙江工业大学61 LY19B010004 多孔金属- 有机框架材料的功能化及甲烷存储的研究温慧敏浙江工业大学62 LY19B010005 “介孔氧化物限域纳米贵金属”杂化结构的合成及其光催化选择性有机反应李本侠浙江理工大学63 LY19B020001 可见光促进硫自由基参与及催化串联反应研究郭圣荣丽水学院64 LY19B020002 含廉价金属镍铁的配合物的合成及其在光诱导催化产氢体系中的功能研究刘旭锋宁波工程学院65 LY19B020003 含有手性催化位点的新型多孔芳香骨架材料的构筑及其在不对称有机催化领域的应用陈鹏宁波大学－8 －66 LY19B020004 活性硫鎓促进的极性逆转反应研究周宏伟嘉兴学院67 LY19B020005 新型手性铑催化剂的设计、合成及其在不对称催化中的应用黄银华杭州师范大学68 LY19B020006 导向基作用下烯烃alpha 位C-H 键的官能化反应研究张坚杭州师范大学69 LY19B020007 新型硅基路易斯碱对的合成及其在小分子活化中的应用李志芳杭州师范大学70 LY19B020008 新型SMYD2靶向抑制剂的动态优化设计、合成及机制研究饶国武浙江工业大学71 LY19B020009 固态染料敏化太阳能电池中含氮芳杂环类空穴传输材料的设计合成韩亮浙江工业大学72 LY19B020010 含手性胺结构药物先导的不对称合成策略探索及其化学生物学研究毛斌浙江工业大学73 LY19B020011 过渡金属催化硝基芳烃的脱硝基交叉偶联反应研究吴戈温州医科大学74 LY19B020012 新型双抗氧化机制的IKKβ变构抑制剂的设计、及对脑缺血再灌注损伤的保护作用何文斐温州医科大学75 LY19B020013 开发快速可逆性操控探针分子探究TRPM2通道介导缺血性神经元损伤的作用机制余沛霖浙江大学76 LY19B020014 脂肪酶催化的基础科学问题：三联体的可变性，催化反应性质及其机理吴起浙江大学77 LY19B020015 基团空间异构的机械力刺激响应性荧光变色分子体系的设计、合成与性能研究夏敏浙江理工大学78 LY19B020016 高效合成三氟甲基取代含氮杂环化合物的新方法研究陈铮凯浙江理工大学79 LY19B020017 基于环丙烷开环反应合成稠环呋喃化合物的研究缪茂众浙江理工大学80 LY19B030001 纳米PDMS润滑涂层开发及抗海洋生物污损性能研究高鹏程中国地质大学（武汉）浙江研究院81 LY19B030002 肠道内外源两亲分子协同组装对脂质的酶解效率影响及机制陈忠秀浙江工商大学82 LY19B030003 外场调控5- 羟甲基糠醛催化氧化制备2,5- 呋喃二甲酸谌春林中国科学院宁波材料技术与工程研究所83 LY19B030004 具有可逆热自保护功能的锂离子电池用温度敏感性电解液夏兰宁波诺丁汉大学84 LY19B030005 多孔二维单层TiO2 基水煤气变换催化剂及其热电流增强机理李雷嘉兴学院85 LY19B030006 纳米金属材料形变与失效的分子动力学研究赵健伟嘉兴学院86 LY19B030007 C u-CeO2相互作用在乙醇催化升级制丁醇反应中的影响机制及调控规律研究江大好浙江工业大学87 LY19B030008 镁合金表面离子液体转化膜的制备及耐蚀性能谷长栋浙江大学88 LY19B040001 动态化学聚合物网络的黏弹性质与分子扩散赵传壮宁波大学89 LY19B040002 基于氧化还原控制的聚合策略实现稀土配合物对苯乙烯聚合的结构调控罗云杰宁波大学90 LY19B040003 C aSR受体与内源性CSE/H2S交叉调控作用介导姜黄素/PEG-b-PBLG 抗糖尿病心肌病的研究仝飞嘉兴学院91 LY19B040004 P AGE-b-PEO-b-PCL功能化嵌段共聚物的制备及其在信使RNA递送中的应用燕云峰浙江工业大学92 LY19B040005 基于分子机器的荧光超分子聚合物研究杜光焰浙江工业大学93 LY19B040006 高分子纳米复合体系界面行为、结构与性能的研究何林李温州大学－9 －。

文章编号：1000 − 7393(2023)06 − 0729 − 09 DOI: 10.13639/j.odpt.202311052油藏近井耦合确定的射孔方位与油田开发的关系潘豪1,2 曹砚锋1,2 文敏1,2 侯泽宁1,2 马楠1,2 齐致远1,21. 海洋油气高效开发全国重点实验室；2. 中海油研究总院有限责任公司引用格式：潘豪，曹砚锋，文敏，侯泽宁，马楠，齐致远. 油藏近井耦合确定的射孔方位与油田开发的关系［J ］. 石油钻采工艺，2023，45（6）：729-737.摘要：为了在油藏数值模拟中实现水平井不同射孔方位的精确模拟，并提高油藏数值模拟在井筒处及近井区域的模拟精度，探究水平井各种射孔方位对油藏开发的影响，利用角点网格、分层非结构化网格以及三维径向网格等3种网格建立了油藏-近井-井筒精细耦合模型，实现了近井的径向渗流和射孔方位的空间分布的精细描述。

利用该耦合模型研究了2种不同井径条件下的顶部、中部、底部和全部射孔4种射孔方位对油藏开发的影响。

模拟结果表明，顶部射孔的波及范围最大，井底压力最低，累产油量最高，生产效果最佳；中部和全部射孔的生产效果相近，其波及范围和累产油量等在4种射孔方位里为中等，但井底压力较高；底部射孔的波及范围最小，井底压力较低，累产油量最低，生产效果最差。

因此，水平井的射孔方位选择优先考虑顶部射孔，但因顶部射孔的井底压力较低，若有可能造成脱气则考虑中部或全部射孔，不建议选择底部射孔。

关键词：射孔方位；水平井；多重耦合；底水油藏中图分类号：TE329；TE257 文献标识码： AThe relationship between perforation orientation determined by near well coupling inoil reservoirs and oilfield developmentPAN Hao 1,2, CAO Yanfeng 1,2, WEN Min 1,2, HOU Zening 1,2, MA Nan 1,2, QI Zhiyuan 1,21. National Key Laboratory for Efficient Development of Offshore Oil and Gas , Beijing 100028, China ;2. CNOOC Research Institute Co., Ltd., Beijing 100028, ChinaCitation: PAN Hao, CAO Yanfeng, WEN Min, HOU Zening, MA Nan, QI Zhiyuan. The relationship between perforation orientation determined by near well coupling in oil reservoirs and oilfield development ［J ］. Oil Drilling & Production Technology,2023, 45(6): 729-737.Abstract: In order to achieve accurate simulation of different perforation orientations during reservoir numerical simulation for horizontal wells, and to improve the simulation accuracy in the well and near-well regions, as well as to investigate the influence of various perforation orientations in horizontal wells on reservoir development, a detailed reservoir-near well-well coupling model was established using three types of grids: corner-point grids, layered unstructured grids and three-dimensional radial grids. This model enables a detailed description of radial flow near the well and the spatial distribution of perforation orientations. By using this model,the influences of four perforating patterns, including top, middle, bottom and all perforations, on reservoir development under two different well diameter conditions were studied. The simulation results show that the top perforation pattern covers the largest affected area, with the lowest bottomhole pressure, the highest cumulative oil production and the best production behavior. The middle and all perforation patterns show similar production behavior, with moderate affected areas and cumulative oil production among the four基金项目: 中国海洋石油有限公司科研项目“海上油藏精细控水完井关键技术研究”(编号：KJZH-2023-2302)。

风力发电系统簇发振荡特性及其交互影响机理分析风力发电系统簇发振荡特性及其交互影响机理分析摘要：随着全球对可再生能源的需求不断增加，风力发电系统作为一种重要的清洁能源技术正得到越来越广泛的应用。

然而，由于风力发电系统的非线性和复杂性，其簇发振荡特性和交互影响机理一直以来并不为人们所熟知。

本文通过理论分析和数值模拟研究，探讨了风力发电系统簇发振荡的特性及其交互影响机理，有望为风力发电系统的优化设计和性能提升提供一定的理论指导。

1. 引言近年来，随着可再生能源的迅猛发展，风力发电作为一种环保可再生能源技术受到了广泛关注。

然而，由于风速的时空变化和风机间的相互作用，风力发电系统存在着一些挑战，如簇发振荡等问题。

簇发振荡是指相邻风机之间的振荡现象，这种现象不仅会降低风力发电系统的效率，还会增加运行的不稳定性。

2. 风力发电系统的簇发振荡特性2.1 风机间的相互作用在风力发电系统中，多台风机以一定的布局形式排布在风场中。

由于风机之间的相互作用，会导致风机轮毂扭矩的振荡，进而引起系统的簇发振荡现象。

2.2 簇发振荡的频率和幅值特性通过数值模拟，我们发现簇发振荡的频率和幅值与风机之间的间距、风机叶片的刚度以及风机的旋转速度等因素密切相关。

当风机之间的间距较小时，簇发振荡的频率较高，振幅较大；当风机之间的间距较大时，簇发振荡的频率较低，振幅较小。

3. 风力发电系统的交互影响机理3.1 风机叶片的扭转风机叶片在风场中旋转时，会产生扭矩，进而对相邻风机产生作用力。

这种作用力使得相邻风机的叶片受到影响，导致系统的簇发振荡。

3.2 风场中的湍流风场中的湍流会给风力发电系统带来不稳定性，增加了系统的簇发振荡的可能性。

湍流会导致风机叶片的运动不稳定，进而影响整个发电系统的振动特性。

4. 优化设计与性能提升通过对风力发电系统簇发振荡特性和交互影响机理的深入分析，我们可以采取一些措施来优化系统的设计和提升性能。

例如，可以通过调整风机之间的间距，减小簇发振荡的频率和振幅；可以增加风机叶片的刚度，减小簇发振荡的影响；可以采用先进的控制策略，提高系统的稳定性等等。