西安石油大学现代数值计算方法第6章

基于信息论的熵值法的算法改进——以陕西省环境规制强度评价为例王卓;高丛【摘要】From the perspective of information theory,the principle of entropy method,namely,the basis ofempowerment,isexpounded and verified. It is proved that the index weight is actually the proportion of the in-formation conveyed by the index in all indices,based on which,the traditional algorithm is improved. Then five indices are selected to assess the environmental regulation intensity of Shannxi province from 2005 to 2013 by the improved entropy method. Finally it is explained that the limitation of entropy method is related to the size of the weight,but is not directly linked to its own importance.%基于信息论的视角对熵值法的原理——赋权依据进行了论证,证明了指标的权重实际上是指标所传递的信息量占所有指标所传递的总信息量的比例,并基于此对传统算法进行了改进,由此选取了 5 个指标以改进的熵值法对陕西省 2005—2013 年环境规制强度进行了评价,最后说明了熵值法的局限性与权重的大小有关,并非与其自身的重要性直接相关.【期刊名称】《西安石油大学学报（社会科学版）》【年(卷),期】2016(025)001【总页数】5页(P22-26)【关键词】熵值法;算法改进;环境规制;差异性系数【作者】王卓;高丛【作者单位】西安石油大学油气资源经济与管理研究中心,陕西西安 710065;西安石油大学油气资源经济与管理研究中心,陕西西安 710065【正文语种】中文【中图分类】F224在决策评价的过程中确定指标权重，一般采用两种方法：主观赋权法和客观赋权法[1]9，熵值法则属于客观赋权法的一种。

波纹翅片的传热与流动特性研究摘要；近些年来能源与环境问题日益加剧,保护环境、降低能源消耗成为当今世界的主题,因此各行业的学者都肩负减少能耗的重任。

板翅式换热器是在20世纪问世的, 由于其在节省能源与材料方面的优越性，如今在石油化工、能源动力、冶金、制冷、航天等各领域已经获得了广泛的应用。

翅片管换热器在制冷、空调等领域广泛应用。

波纹翅片是这种紧凑式换热器的翅片类型中的一种, 它增加了传热面积和扰流的程度，对换热器的性能有很大的提升。

本文应用FLUENT软件针对波纹翅片管换热器空气侧换热进行数值模拟。

并研究Re数、管排数和管径等参数对空气侧传热和流动特性的影响。

同时对不同尺寸的波纹翅片进行了数值模拟分析并计算出各个模型的换热因子j 和阻力因子f，根据他们的数值判断翅片在该模型下的性能优略。

最后考察了波纹形式、管排、翅片间距、波峰到波谷投射长度和波峰到波谷高度对流动换热性能的影响。

关键词：波纹翅片；数值模拟；换热因子；阻力因子；换热性能study on heat transfer and flow of wavy finsAbstract；In recent years, energy and environmental issues increase, protecting the environment and reducing energy consumption are the themes of the present world.Plate-fin heat exchanger appears in the 20th century ，because of its superiority in terms of saving energy and materials. Now it is used widely in various fields such as petrochemical, Energy and Power, metallurgy, Refrigeration, aerospace,because of its superiority in the saving of energy and materials. Scholars in various industries have to shoulder the heavy task of reducing energy consumption. Fin-and-tube heat exchanger is widely used in refrigeration, air conditioning .The wavy fin is one of fin types on this compact heat exchanger. It increases the heat transfer area and the degree of spoiler, and improves the performance of the heat exchanger greatly.In this paper, FLUENT is used to simulate the wavy fin-and-tube heat exchanger, . Based on these results, the effects of Reynolds number, tube row number, tube diameter and other parameters on air side heat transfer and flow characteristics are studied. At the same time, I have carried out the numerical simulation analysis on different geometric dimensions of the wavy fins,I calculated the heat transfer factor j and resistance factor f of each model. According to their value we can judge the performance of that model. Finally, examine the corrugated form of tube rows, fin spacing, the projected length of the crest to trough and crest to trough height effects on flow and heat transfer performance.Keywords；wavy fins；numerical simulation；heat transfer factor；resistance factor；heat transfer performance目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究背景及意义 (1)1.2 波纹翅片的特点和应用场合 (2)1.3 研究现状 (2)1.4 本文的研究工作 (7)第二章数值模型的建立与计算方法 (8)2.1 概论 (8)2.2 波纹翅片管换热器物理模型立 (8)2.3 相关参数的确定 (9)2.4 物理模型的边界条件及初始条件 (10)2.5 利用数值计算方法简介 (11)2.6 CFD简介 (13)2.7 fluent软件概述及GABBIT简介 (14)2.8 翅片管强化传热的数值解法 (16)第三章数值计算的结果与数据分析 (19)3.1 光滑波纹翅片管翅式换热器 (19)3.2 6排管光滑波纹翅片管翅式换热器数值计算 (20)3.3 几何参数对波纹翅片管翅式换热器的换热阻力性能的影响 (24)总结 (31)参考文献 (31)致谢 (34)第一章绪论1.1课题背景及研究意义板翅式换热器是在20世纪问世的,由于其在节省能源与材料方面的优越性以及具有体积小，重量轻、效率高等突出优点，如今在石油化工、能源动力、冶金、制冷、航空航天、原子能和机械等各领域已经获得了广泛的应用。

超音速低温旋流分离器拉瓦尔喷管流场数值分析康勇【摘要】Aim By analyzing the flow field of the Laval-nozzle, a core component of the supersonic low-temperature swirling gas-water separator, for improving the efficiency of gas-water separation, its theoretic research foundation is established. Methods Based on the principle of flow field numerical analysis and with aid of softer ware CFD, a number of physical factors influencing the fluid movement have been found. Results It is significant to influence the flow field by changing relative sizes of its each segment, including the determination of the critical section , simplification of the model of the gas flow and energy loss. Conclusion The conclusion is that the key to realize the low-temperature flow field of gas-water separation is the flow speed through the throat of the Laval-nozzle of gas-water separator must be twice as a Mach number or more.%目的通过对超音速低温旋流分离器的核心部件-拉瓦尔喷管内部流场的数值分析,达到奠定提高气液分离器工作效率的理论研究基础的目的.方法通过对流场的理论数值分析,并借助于CFD软件,找到了喷管流场内各物理参数的变化规律.结果发现拉瓦尔喷管各段尺寸的相对数值大小对流场的变化影响很大,包括临界截面的确定、简化气体的流动模型及能量损耗.结论由此得到,当拉瓦尔喷管的喉部气体流速度达到或超过音速时,即气液分离段的速度达到两个或两个以上马赫数是形成低温气液分离流场的关键.【期刊名称】《西北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(041)004【总页数】5页(P593-597)【关键词】拉瓦尔喷管;超音速;低温;旋流分离器【作者】康勇【作者单位】西安石油大学机械工程学院,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TE868由此得到，当拉瓦尔喷管的喉部气体流速度达到或超过音速时，即气液分离段的速度达到两个或两个以上马赫数是形成低温气液分离流场的关键。

牛顿环测透镜曲率半径数据处理方法的分析李晓莉【摘要】详细介绍用逐差法、线性回归法、加权平均法处理牛顿环测透镜曲率半径数据的方法和过程.比较三种实验数据处理方法的优缺点,其中加权平均法既考虑了如何克服实验的系统误差,又能按照处理原则去对待非等精度测量,且建立在数理统计理论基础上.该方法主要是比较相应的权,进而求出加权平均值,利用Matlab软件进行处理,得出加权平均法为牛顿环实验数据处理的最佳方法.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2010(033)008【总页数】4页(P141-144)【关键词】牛顿环;运差法;线性回归法;加权平均法【作者】李晓莉【作者单位】西安石油大学,理学院,陕西,西安,710065【正文语种】中文【中图分类】Q436.1;TP2740 引言“牛顿环”是牛顿在1675年制作天文望远镜时，偶然把一个望远镜的物镜放在平板玻璃上发现的。

牛顿环属于用分振幅法产生干涉现象，亦是典型的等厚干涉条纹。

它为光的波动提供了重要的实验证据。

光的干涉现象广泛地应用于科学研究、工业生产和检验技术中，如利用光的干涉法进行薄膜等厚、微小角度、曲面的曲率半径等几何量的精密测量，也普遍应用检测加工工件表面的光洁度和平整度及机械零件的内力分布等。

为了获得真实可靠的数据，需要对实验的全过程进行误差控制。

如果实验原理、方法和采用的实验装置不同，实验结果的精度也不同，这是因为采用了不同的物理模型和实验条件[1]。

即使当实验原理、方法和采用的实验装置相同，如果采用不同的数据处理方法(如最小二乘法、逐差法等)，也会带来精度不同的结果，这是因为采用了不同的数学模型。

甚至对同一组实验数据采用同一种数据处理方法，如果处理方式不同，其精度也会有很大的不同，这是因为采用了不同的算法。

因此，如何利用有限的测量数据，发挥其最大效用，选择适当的数据处理方法和算法，有效地减少误差，在实验结果的分析中就显得非常重要。

牛顿环属于用分振幅法产生干涉现象，它是典型的等厚干涉条纹。

2022年西安石油大学公共课《大学计算机基础》期末试卷A(有答案）一、单项选择题1、二进制数110010转换成十进制数是（）A48 B 50 C52 D562、十进制数83，用二进制表示是（）A.00010011B.01010011C.00111110D.011011103、二进制数01101010等于十进制数（）A.106B.108C.110D.1124、用8位二进制数，能表示的最大十进制数是（）A.256B.255C.128D.1275、通常所说的“计算机病毒”是指（）A.细菌感染B.生物病毒感染C.被损坏的程序D.特制的具有破坏性的程序6、汉字国标码在两个字节中各占用（）位二进制编码。

A. 6B. 7C. 8D. 97、微型计算机属于（）A.第1代计算机B.第2代计算机C.第3代计算机D.第4代计算机8、可调出“Windows 7 安全”对话框的组合键是（）A.Ctrl+Alt+DelB.Ctrl+DelC.Alt+DelD.Ctrl+Shift9、Windows 7提供了两套管理计算机资源的系统.它们是“资源管理器”和（）A.“我的电脑”B.“我的文档”C.“回收站”D.“剪贴板”10、Windows 7系统提供了4种桌面图标的排列方式，分别是按：名称、大小，以及（）A.访问频率和最近访问日期排列B.项目类型和访问频率排列C.项目类型和修改日期排列D.项目类型和创建日期排列11、在Windows 7提供了各种系统工具，其中可以检查、诊断和修复各种类型磁盘损坏错误的是（）A.磁盘扫描程序B.磁盘空间管理程序C.磁盘碎片整理程序D.备份程序12、Windows 7是一中微型机上使用的（）A.工具软件B.应用软件C.系统软件.D.图形软件13、Windows 7操作系统的作用是（）A. 对用户存储的文件进行管理，方便用户B. 对计算机系统的硬件资源和软件资源进行控制和有效的管理，合理地组织计算机的工作流程，以充分发挥计算机系统的工效和方便用户使用计算机C. 执行用户键入的各类命令D. 是为汉字操作系统提供运行的基础14、Word文档的默认扩展名是（）A.WPSB.DOTC.DOCD.EXE15、在Word中,选定文本块的正确方法是,鼠标单击文本块首部,然后（）A.单击文本块尾部B.按Shift键的同时单击文本块尾部C.按Alt键的同时单击文本块尾部D.按Ctrl键同时单击文本块尾部16、在Word2010中，下列不能打印当前文档的操作是（）A、选择“常用”菜单的“打印”按钮B、选择“文件”菜单的“打印”选项C、选择“文件”菜单的“打印设置”选项D、选择“文件”菜单的“打印预览”选项17、Word中，准备打印第5，9，12至20页，在打印页码范围选项中输入（）A.5，9，12-20B.5 9 12-20C.5，9，12-20D.5-9-12，2018、在Word2010中若对当前文档修改后，没有存盘就进行关闭操作，则（）A.显示出错信息，并拒绝执行关闭命令，回到编辑状态B.弹出对话框，提醒用户保存对文件所做的修改C.自动将当前编辑的文件存盘D.执行关闭命令，将会丢失当前文本所做的修改19、在Word文档中，关于项目编号，下列说法错误的是（）A.项目编号与文本的字体可以不同B.一行中可以有多个项目编号C.项目编号可以不连续D.一篇文档中不同处的列表可以使用连续的编号20、在Excel 2010中当前工作表数据如下：其中B列为基本工资，C列为资金，D列实发工资为基本工资与资金之和。

Journal of Mechanical Strength2023,45(5):1229-1232DOI :10.16579/j.issn.1001.9669.2023.05.029∗20220105收到初稿,20220405收到修改稿㊂国家自然科学基金项目(51305348),陕西能源职业技术学院低碳清洁能源与智能制造科研创新团队(2021KYTD06)资助㊂∗∗石红梅,女,1992年生,陕西宝鸡人,汉族,陕西能源职业技术学院讲师,硕士,主要研究方向为高温设备材料的蠕变疲劳损伤㊂∗∗∗崔㊀璐,女,1979年生,陕西西安人,汉族,西安石油大学副教授,博士,主要研究方向为特殊环境下机械设备环境疲劳理论与工程应用㊂一种预测高低周复合疲劳寿命的新方法∗NEW METHOD TO PREDICT THE LIFE OF HIGH AND LOW CYCLECOMPOSITE FATIGUE LIFE石红梅∗∗1㊀崔㊀璐∗∗∗2㊀侯㊀伟3㊀王㊀澎4(1.陕西能源职业技术学院智能制造与信息工程学院,咸阳712000)(2.西安石油大学机械工程学院,西安710065)(3.咸阳市特种设备检验所,咸阳712000)(4.蜂巢动力系统(江苏)有限公司,镇江212214)SHI HongMei 1㊀CUI Lu 2㊀HOU Wei 3㊀WANG Peng 4(1.School of Intelligent Manufacturing and Information Engineering ,Shaanxi Energy Institute ,Xianyang 712000,China )(2.School of Mechanical Engineering ,Xiᶄan Shiyou University ,Xiᶄan 710065,China )(3.Xianyang Special Equipment Laboratory ,Xianyang 712000,China )(4.HYCET Engine System (Jiangsu )Co.,Ltd.,Zhenjiang 212214,China )摘要㊀发动机㊁内燃机㊁汽轮机转子等高温设备在工作中常受到高低周复合疲劳载荷的作用㊂在现有寿命模型基础上,提出了一种通过应变比-寿命比曲线预测高低周复合疲劳寿命的新方法㊂对三类不同材料的实验数据进行分析,表明了此方法具有一定的通用性㊂对寿命估算值与实验结果进行对比分析,估算值均在误差允许范围内,可以较好地预测高温设备材料的高低周复合疲劳寿命㊂关键词㊀高温设备材料㊀高低周复合疲劳载荷㊀寿命预测新方法中图分类号㊀TB301㊀㊀Abstract ㊀Engine,internal combustion engine,steam turbine rotors and other high-temperature components were oftensubjected to high and low cycle composite fatigue loads during operation.A new method by the curves of strain ratio (εHCF /εLCF )-life ratio (N LCF /HCF /N LCF )to predict the life of high and low cycle composite fatigue was advanced.The analysis of experimental data of three different materials showed that this method had certain versatility.The estimated values of life were within the error tolerance range by comparing the life estimation value with the experimental results,indicating that this methodcan better predict the life of high and low cycle composite fatigue for high temperature equipment materials.Key words㊀High temperature equipment materials ;High and low cycle composite fatigue loads ;New method topredict the lifeCorresponding author :SHI HongMei ,E-mail :919749277@The project supported by the National Natural Science Foundation of China (No.51305348),and the Research andinnovation team of low -carbon clean energy and intelligent manufacturing in Shanxi Energy Institute(No.2021KYTD06).Manuscript received 20220105,in revised form 20220405.0㊀引言㊀㊀许多高温设备在运行时都承受着复杂循环载荷的作用,如高周疲劳(High Cyde Fatigue,HCF)与低周疲劳(Low Cycle Fatigue,LCF)或高周疲劳与热机疲劳(Thermo-MechanicalFatigue,TMF )的复合作用[1]194-202[2]58-66[3]468-470[4]483-484[5]792-801[6]319-321㊂然而,传统的疲劳设计中并没有考虑到二者的交互作用,只是㊀1230㊀机㊀㊀械㊀㊀强㊀㊀度2023年㊀单独研究了两种疲劳失效形式㊂随着高温设备运行工况越来越复杂,进一步研究表明很多高温设备的疲劳寿命和高周疲劳载荷的附加有很大关系;随着高周疲劳载荷应变幅的增大,材料的疲劳寿命飞速降低[7-8]㊂因此,研究高温设备材料在高低周复合疲劳载荷下的寿命模型,成为了该领域的研究重点㊂对于高低周复合疲劳寿命模型的研究,较成熟的是裂纹扩展模型和累积损伤模型[9]629-632㊂基于裂纹扩展的机制模型认为叠加的高周疲劳载荷会增加裂纹扩展速率,减少构件的疲劳寿命,经实验验证可以较好地预测材料的疲劳寿命㊂赵振华等[9]629-632提出了线性和非线性疲劳损伤累积模型,其中非线性损伤累积模型研究了高低周复合循环比和应力(应变)幅比的关系,故而估算精度较好㊂这两种模型虽然得到了广泛的应用,但都只是将高低周疲劳载荷对材料寿命的影响进行了纯粹地叠加,而没有考虑二者的交互作用㊂因此,本文分析了高低周疲劳载荷对几种高温设备材料寿命的影响,提出一种预测高低周复合疲劳寿命的新方法㊂1㊀分析方法1.1㊀基础模型㊀㊀SCHWEIZER C等[1]194-202为了描述高低周复合载荷下疲劳裂纹的扩展行为,提出了以裂纹增长速率(d a/d N)和循环裂纹尖端位移(ΔCTOD)的相关性而展开的机制制型:d ad N block=d ad N total+ðblock d a d N HCF式中,d a/d N|block为高低周复合载荷下的裂纹增长速率;d a/d N|total为低周载荷下的裂纹增长速率;ðblock (d a/d N|HCF)为高周载荷下的裂纹增长速率㊂文中以汽轮机转子10%Cr钢为实验材料,分别进行了低周载荷和高低周复合载荷下的疲劳实验,得到了裂纹长度和循环周期的曲线,如图1所示㊂如此,已知裂纹长度,就可预测试件在该载荷下的循环周期(寿命)㊂而且此模型的预测结果和实验结果吻合度较好,可以很好地描述高低周复合载荷下疲劳裂纹的扩展行为㊂1.2㊀演化方法㊀㊀由图1可知,载荷加载初期,裂纹扩展很慢;当循环周期达到1500后,裂纹扩展速率加快,表现为裂纹长度迅速增大,而且高低周复合载荷下裂纹的扩展速率远大于纯低周疲劳载荷;裂纹长度增大到一定值时不再变化,循环周期趋于固定值,说明此时试件已经断图1㊀10%Cr钢在不同载荷下裂纹长度与循环周期的关系Fig.1㊀Relationship between crack length and life cycle of10%Cr steel under different loads裂,相对应的循环周期可以表示为试件的实验寿命㊂㊀㊀因为高周疲劳载荷的附加会大大降低材料的复合疲劳寿命,所以可推算得材料的高低周复合疲劳寿命与纯低周疲劳寿命之比(N LCF/HCF/N LCF)小于1,且大于0㊂受上述基础模型的启发,以10%Cr钢实验数据为例,做出高周应变-寿命比(εHCF-N LCF/HCF/N LCF)和高低周应变比-寿命比(εHCF/εLCF-N LCF/HCF/N LCF)两种曲线[10],如图2所示㊂图2㊀10%Cr钢的应变-寿命比和应变比-寿命比曲线Fig.2㊀Fitting curve that the strain-life ratio and the ratioby strain-life of10%Cr steel经曲线拟合,发现应变比-寿命比曲线的变化趋势更明显,拟合度较高㊂因此,提出可通过应变比-寿命比曲线来预测高温设备材料的复合疲劳寿命㊂此方法计算简单,其是否具有较高的准确度和通用性,需要大量的数据验证㊂㊀第45卷第5期石红梅等:一种预测高低周复合疲劳寿命的新方法1231㊀㊀2㊀方法验证2.1㊀实验数据分析㊀㊀铸造铝合金一般用于汽车发动机的汽缸盖㊁机体和活塞等部件,而这些部件往往遭受着复杂的热疲劳与机械疲劳载荷[3]468-470[4]483-484[5]792-801㊂钴基合金材料一般用于航空发动机或燃气涡轮机的燃烧室,而燃烧室在工作时既承受着由温度变化引起的热机疲劳载荷,也承受着由机械振动引起的高周疲劳载荷[6]319-321㊂球墨铸铁材料常用于内燃机的高温设备,尤其是汽缸盖部件[2]58-66㊂这些高温设备工作时不但遭受着由频繁启停机引起的低周疲劳载荷,而且承受着由点火压力和机械惯性振动引起的高周疲劳载荷㊂本文摘取以上三类材料在复合疲劳载荷下的实验数据,并对这三类不同材料在不同实验条件下的实验数据进行了分析,得到了其应变比-寿命比曲线,如图3所示㊂图3㊀不同材料的应变比-寿命比曲线Fig.3㊀Fitting curve that the ratio by strain-lifeof different materials由图3可知,所有数据的变化趋势一致,都是幂函数关系,且与10%Cr钢材料的应变比-寿命比曲线变化趋势一致㊂2.2㊀论证分析㊀㊀由以上不同材料的数据分析,可以得到如下结论: 1)虽然以上几种材料在组成成分上差别较大,但其大多都用在燃气涡轮机和航空发动机的燃烧室或燃烧器及汽车发动机的汽缸盖㊁机体和活塞等部件上,而这些高温部件在工作时不仅承受着由温度变化引起的热机疲劳载荷或者低周疲劳载荷,还承受着由机械振动及燃烧压力引起的高周疲劳载荷㊂这与10%Cr钢材料工作时的受力情况基本相同,故这几种材料具有可比性和代表性㊂2)同种材料,实验工况(温度㊁频率等)不同,其应变比-寿命比曲线计算值几乎在同一条曲线上,曲线变化趋势一致;不同材料,实验条件各不相同,但其应变比(εHCF/εLCF)-寿命比(N LCF/HCF/N LCF)曲线的变化趋势也相同㊂所有曲线都和10%Cr钢材料的曲线变化趋势一致,材料的应变比-寿命比呈幂函数变化关系㊂3)从数据分析的角度看,应变比-寿命比曲线反映的其实还是应变幅与疲劳寿命之间的关系,只不过将此关系用应变比-寿命比的数学关系反映出来了,更适合表达高周复合疲劳载荷下高低周应变福与疲劳寿命之间的关系㊂在疲劳实验中,当实验温度确定,在同样的应变幅下,同材料的疲劳寿命基本稳定在一定范围数值下,而应变比-寿命比曲线反应的含义与此实验现象是一致的,即应变幅值是决定疲劳寿命的最主要因素㊂因此,通过应变比(εHCF/εLCF)-寿命比(N LCF/HCF/ N LCF)曲线预测高温设备材料的高低周复合疲劳寿命时,具有一定的适用性㊂3㊀寿命估算㊀㊀10%Cr钢的应变比-寿命比计算值和对应的拟合曲线如图2(b)所示㊂图中黑色实心方块是根据实验数据计算的结果,平滑曲线是根据计算值在Origin中非线性拟合得到的曲线㊂在双对数坐标下,应变比与寿命比之间呈幂函数关系,拟合相似度为0.9777㊂得到这条拟合曲线后,已知实验条件(高低周载荷应变幅)和材料在纯低周载荷下的疲劳寿命,就可估算出材料在高低周复合载荷下的疲劳寿命㊂图4所示为通过拟合曲线估算的高低周复合疲劳寿命和实验结果的误差分析㊂由图4可知,此方法的计算精度在两倍误差范围内,且误差分布均匀㊂因此,该方法可以较好地估算高低周复合载荷下高温设备材料的疲劳寿命㊂图4㊀疲劳寿命估算值与实验值的比较Fig.4㊀Comparison of estimated and experimental values of fatigue life 4㊀结论与展望㊀㊀发动机㊁内燃机㊁汽轮机转子等高温部件在工作中常受到高低周复合疲劳载荷的作用,本文在现有寿命模型基础上,提出了一种预测高低周复合疲劳寿命的新方法㊂此方法通过应变比和寿命比反映了高低周疲劳载荷的交互作用,两者在双对数坐标下呈幂函数关系,三类不同材料的应变比-寿命比曲线表明此关系成立㊂文中还通过此关系估算了10%Cr钢的复合疲劳㊀1232㊀机㊀㊀械㊀㊀强㊀㊀度2023年㊀寿命,并与实验结果进行了对比,均在误差允许范围内,进而表明此方法可以估算高温设备材料的复合疲劳寿命㊂高低周复合疲劳参数复杂,影响因素众多,其中,温度和应变幅是最主要的影响因素㊂本文中得到的应变比-寿命比曲线是暂时忽略了温度的影响而得到的,通过实验数据的分析,不同温度下应变比-寿命比曲线的趋势基本是一致的㊂由此说明,此关系具有一定适用性,可以利用此关系估算高低周复合疲劳寿命㊂但为了更精确地预测疲劳寿命,可在后期通过实验及资料收集,得到更多实验数据,进行温度修正,使此关系能更精准地预测高温设备材料的复合疲劳寿命㊂参考文献(References)[1]㊀SCHWEIZER C,SEIFERT T,NIEWEG B,et al.Mechanisms andmodelling of fatigue crack growth under combined low and high cyclefatigue loading[J].International Journal of Fatigue,2011(33):194-202.[2]㊀METZGER M,NIEWEG B,SCHWEIZER C,et al.Lifetimeprediction of cast iron materials under combined thermomechanicalfatigue and high cycle fatigue loading using a mechanism-basedmodel[J].International Journal of Fatigue,2013(53):58-66. [3]㊀BECK T,LOEHE D,LUFT J,et al.Damage mechanisms of cast Al-Si-Mg alloys under superimposed thermal-mechanical fatigue andhigh-cycle fatigue loading[J].Materials Science and Engineering:A,2007,468/469/470:184-192.[4]㊀BECK T,HENNE I,LOEHE D.Lifetime of cast AlSi6Cu4undersuperimposed thermal mechanical fatigue and high-cycle fatigueloading[J].Materials Science and Engineering:A,2008,483/484:382-386.[5]㊀ZHENG X,ENGLER-PINTO C C,SU X,et al.Modeling of fatiguedamage under superimposed high-cycle and low-cycle fatigue loadingfor a cast aluminum alloy[J].Materials Science&Engineering A,2013(560):792-801.[6]㊀MOALLA M,LANG K-H,LOEHE D.Effect of superimposed highcycle fatigue loadings on the out-of-phase thermal-mechanical fatiguebehaviour of CoCr22Ni22W14[J].Materials Science andEngineering:A,2001:319/320/321:647-651.[7]㊀崔㊀璐,康文泉,吴㊀鹏,等.高低周复合疲劳工况下汽轮机转子钢寿命模型[J].科学技术与工程,2021,21(9):3612-3617.CUI Lu,KANG WenQuan,WU Peng,et al.Life model of steamturbine rotor steel under combined high and low cycle fatigueconditions[J].Science Technology and Engineering,2021,21(9):3612-3617(In Chinese).[8]㊀崔㊀璐,石红梅,李㊀臻,等.先进汽轮机转子材料蠕变疲劳损伤研究新进展[J].机械强度,2018,40(2):449-454.CUI Lu,SHI HongMei,LI Zhen,et al.Research on hightemperature and low cycle fatigue performance of ultra-supercriticalsteam turbine high and intermediate pressure rotor steel[A].Journalof Mechanical Strength,2013(7):51-52(In Chinese). [9]㊀赵振华,陈㊀伟,吴铁鹰.高低周复合载荷下的钛合金疲劳寿命估算[J].机械强度,2011,33(4):629-632.ZHAO ZhenHua,CHEN Wei,WU TieYing.Fatigue life estimationof titanium alloys under high and low cycle compound loads[J].Journal of Mechanical Strength,2011,33(4):629-632(InChinese).[10]㊀石红梅.复杂蠕变疲劳载荷对超超临界汽轮机转子钢寿命的影响[D].西安:西安石油大学,2017:42-46.SHI HongMei.The influence of complex creep fatigue loading on lifeof ultra supercritical steam turbine rotor steel[D].Xiᶄan:XiᶄanShiyou University,2017:42-46(In Chinese).。

河南科技Henan Science and Technology 工业技术总777期第七期2022年4月基于DPM模型的软化水冲蚀弯管流场分析陈延辉闫美芳徐孝轩赵宝琴（西安石油大学，陕西西安710000）摘要：为研究软化水对90°弯管的冲蚀情况，使用CFD-FLUENT数值仿真，选用RNGk-ε湍流模型，DPM离散相冲蚀模型对两相流颗粒流场分布、流体流速、流体黏度、颗粒质量流量、颗粒粒径研究分析。

结果表明：随流体流速增大，最大冲蚀速率呈增大趋势；随流体黏度增大，最大冲蚀速率先增加后趋于平稳；随着颗粒质量流率增大，最大冲蚀速率呈线性增长；随着颗粒直径增大，最大冲蚀速率呈下降趋势；冲蚀区域主要集中于弯管外侧壁面，随变量改变，冲蚀区转移到出口区域，并出现二次碰撞现象。

关键词：DPM模型；冲蚀；Fluent；软化水；流场分析中图分类号：TE973文献标志码：A文章编号：1003-5168（2022）7-0041-05 DOI:10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2022.07.009Flow Field Analysis of Softened Water Erosion Elbow Based on DPMModelCHEN Yanhui YAN Meifang XU Xiaoxuan ZHAO Baoqin(Xi'an Shiyou University,Xi'an710000,China)Abstract:In order to study the erosion of90°elbow by softened water,CFD-FLUENT was used for nu⁃merical simulation.The RNGk-εturbulence model and DPM discrete phase erosion model are used to study and analyze the particle flow field distribution,fluid velocity,fluid viscosity,particle mass flow rate and particle size of two-phase flow.The results showed that:the maximum erosion rate increases with the increase of fluid velocity.With the increase of fluid viscosity,the maximum erosion rate increases atfirst, then it tends to be stable.The maximum erosion rate increases linearly with the increase of particle mass flow rate.And the maximum erosion rate decreases with the increase of particle diameter.The erosion area is mainly concentrated on the outer wall of the elbow.With the change of the variable,the erosion zone shifts to the outlet zone and secondary collision occurs.Keywords:DPM model;erosion;Fluent;demineralized water;flow field analysis0引言随着科技的革新，工业和农业等得以迅速发展，在这些产业发展中需要应用一种配件——弯管。

２０２３年３月第３８卷第２期西安石油大学学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉ’ａｎＳｈｉｙｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｍａｒ．２０２３Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．２收稿日期：２０２２ ０６ ２０基金项目：国家自然科学基金项目“基于离散裂缝网络的致密油藏体积压裂水平井渗吸产能研究”（５２１０４０３３）第一作者：幸雪松（１９７８ ），男，高级工程师，硕士，研究方向：海上复杂结构井钻完井工艺及岩石力学研究。

Ｅ ｍａｉｌ：ｘｉｎｇｘｓ＠ｃｎｏｏｃ．ｃｏｍ．ｃｎＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３ ０６４Ｘ．２０２３．０２．０１３中图分类号：ＴＥ２５７＋．１文章编号：１６７３ ０６４Ｘ（２０２３）０２ ００９６ ０９文献标识码：Ａ双层套管射孔产能预测模型数值模拟研究幸雪松１，闫新江１，文敏１，张永涛２，毕刚３，齐致远１（１．中海油研究总院有限责任公司，北京１０００２８；２．中海油有限公司深圳分公司，广东深圳５１８０００；３．西安石油大学石油工程学院，陕西西安７１００６５）摘要：基于双层套管射孔后形貌的量化表征指标，在考虑多因素的情况下建立“多孔介质渗流＋射孔孔眼内自由流”的耦合产能模型，并应用ＡＮＳＹＳ数值模拟软件进行建模求解；设计多组数值模拟实验，在数模结果基础上利用最小二乘法对正交实验数据进行多元二次非线性回归，建立了各参数与双层套管射孔完井产能比之间的定量求解模型；用射孔末端缩小比来表征双层套管射孔内外层套管孔径变化对产能的影响，对经典油气井产能预测模型进行修正完善，建立了双层套管射孔产能预测的理论模型，进而通过分析各参数对其的影响规律优化了射孔参数。

该研究对双层套管射孔参数的优选有一定的指导意义。

关键词：双层套管射孔；产能预测；正交试验；非线性回归，射孔末端缩小比ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＰｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎＭｏｄｅｌｆｏｒＤｏｕｂｌｅＣａｓｉｎｇＰｅｒｆｏｒａｔｉｏｎＸＩＮＧＸｕｅｓｏｎｇ１，ＹＡＮＸｉｎｊｉａｎｇ１，ＷＥＮＭｉｎ１，ＺＨＡＮＧＹｏｎｇｔａｏ２，ＢＩＧａｎｇ３，ＱＩＺｈｉｙｕａｎ１（１．ＣＮＯＯＣＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２８，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈｅｎｚｈｅｎＢｒａｎｃｈ，ＣＮＯＯＣ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ５１８０００，Ｃｈｉｎａ；３．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＳｈｉｙｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ７１００６５，Ｃｈｉｎａ；）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｉｎｄｅｘｏｆｔｈｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｄｏｕｂｌｅｃａｓｉｎｇａｆｔｅｒｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎ，ａｃｏｕｐｌｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｍｏｄｅｌｏｆｄｏｕｂｌｅｃａｓｉｎｇｗｅｌｌｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉａｓｅｅｐａｇｅａｎｄｆｒｅｅｆｌｏｗｉｎｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎｈｏｌｅｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｎｄｓｏｌｖｅｄｂｙＡＮＳＹＳＦＬＵＥＮＴｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｍｕｌｔｉｐｌｅｓｅｔｓｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｕｓｉｎｇｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｔｅｓｔｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｍｕｌｔ ｉｖａｒｉａｔｅｑｕａｄｒａｔｉｃｎｏｎｌｉｎｅａｒｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｕｓｉｎｇｔｈｅｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｍｅｔｈｏｄｓｏａｓｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｓｏｌｕｔｉｏｎｍｏｄｅｌｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｒａｔｉｏｏｆｔｈｅｄｏｕｂｌｅｃａｓｉｎｇｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎｗｅｌｌ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕ ｅｎｃｅｏｆｐｅｒｆｏｒａｔｉｎｇｈｏｌｅｄｉａｍｅｔｅｒｃｈａｎｇｅｓｏｆｉｎｎｅｒａｎｄｏｕｔｅｒｃａｓｉｎｇｏｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｉｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｒａｔｉｏｏｆｐｅｒ ｆｏｒａｔｉｏｎｈｏｌｅｅｎｄ．Ｔｈｅｃｌａｓｓｉｃａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｓｃｏｒｒｅｃｔｅｄａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｕｓｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｄｏｕｂｌｅ ｌａｙｅｒｃａｓｉｎｇｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｉｎｆｕｅｎｃｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｔｈｅｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓｇｕｉｄａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｄｏｕｂｌｅｃａｓｉｎｇｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｏｕｂｌｅｃａｓｉｎｇｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎ；ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ；ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｔｅｓｔ；ｎｏｎｌｉｎｅａｒｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ；ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｒａｔｉｏｏｆｐｅｒｆｏｒａｔｉｎｇｈｏｌｅｅｎｄ幸雪松，闫新江，文敏，等．双层套管射孔产能预测模型数值模拟研究［Ｊ］．西安石油大学学报（自然科学版），２０２３，３８（２）：９６ １０４．ＸＩＮＧＸｕｅｓｏｎｇ，ＹＡＮＸｉｎｊｉａｎｇ，ＷＥＮＭｉｎ，ｅｔａｌ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｆｏｒｄｏｕｂｌｅｃａｓｉｎｇｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉ’ａｎＳｈｉｙｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ），２０２３，３８（２）：９６ １０４．Copyright ©博看网. All Rights Reserved.幸雪松等：双层套管射孔产能预测模型数值模拟研究引　言射孔完井作为最主要的完井方式，其射孔参数会对产能有极大的影响。

西安石油大学学报（自然科学版）《西安石油大学学报（自然科学版）》２０２３年第３８卷（１—６期）总目次 题 名作　者 期次　页码　●　石油地质与勘探鄂尔多斯盆地南２１２井区长４＋５２储层的非均质性李　平等１ １鄂尔多斯盆地延长组长７段页岩油赋存状态及开发特征张　娟等１ １０甘泉油田长８油层组储层孔隙发育特征及演化规律陈奕阳等１ １９鄂尔多斯盆地西南缘延长组长８段低充注油藏成藏模式———以环西—彭阳地区为例张晓磊等１ ３１鄂尔多斯盆地毛盖图地区盒８、山１段高含水致密砂岩沉积特征与分布规律王　昊等１ ４５顺变柱体式光纤微地震检波器研制及实验董小卫等１ ５２花场气田构造控油气作用及油气藏类型付景龙等２ １辽西低凸起ＪＺ油田沙二段古地貌特征及其对沉积的控制作用刘宗宾等２ ９渤海海域新近系薄互层砂体沉积特征及定量预测曹　龙等２ １６地震拓频技术在涠洲６ １２油气田薄储层刻画中的应用张　益等２ ２５吴起北部长６段沉积微相特征及其对储层非均质性的影响赵　辉等２ ３５南海北部深水区白云凹陷中深层油气成藏过程初探张忠涛等２ ４３基于梯度惩罚－生成对抗神经网络的页岩三维数字岩心重构李秉科等２ ５３鄂尔多斯盆地大宁—吉县区块上古生界致密储层孔隙结构特征及其与黏土矿物的关系石　石等３ １鄂尔多斯盆地南２１２井区长６２致密砂岩储层特征及其影响因素张俊杰等３ １０鄂尔多斯盆地延安地区本溪组—太原组地层及其沉积演化特征崔宏俊等３ １９四川盆地侏罗系陆相页岩成熟度与显微组分孔隙发育特征周圆圆等３ ２７铜川野外露头区延长组裂缝发育特征及形成机理阮勇淇等３ ３８基于井震的火山岩有利储层综合预测———以银额盆地哈日凹陷为例李慧琼等３ ４５鄂尔多斯盆地南部石盒子组盒８下段砂岩物源分析马尚伟等４ １川东南地区茅口组一段地质特征及天然气富集规律———以南川区块为例李佳欣等４ １２临河坳陷变质岩潜山储层形成控制因素及特征胡晨光等４ ２０白云凹陷超压模拟及成藏研究张力升等４ ３０碳酸盐岩储层孔隙结构表征及储渗能力研究———以鄂尔多斯盆地靖边气田下古马五１＋２储层为例贾浪波等４ ３８层间逆冲叠瓦构造—前陆冲断带大气区控藏模式易士威等５ １基于多边形孔隙结构模型的砂岩储层总孔隙度预测方法张秉铭等５ １２融合随钻核磁共振与机器学习的疏松砂岩储层孔隙结构评价新方法孙　康等５ ２０川西雷口坡组四段上亚段储层特征及成因机理徐　康等６ １玛湖１井区致密砂砾岩储层物性特征及其对流体可动性的影响刘　赛等６ １５●　油气田开发与开采不同孔隙结构页岩油储层可动流体分布特征王继超等１ ５９页岩气多层吸附的分子模拟与理论模型穆中奇等１ ６９—０４１—２０２３年第３８卷（１—６期）总目次电解质离子对硬脂酸Ｌａｎｇｍｕｉｒ膜稳定性影响机理何宇廷等１ ７７聚合物交联凝胶堵漏性能评价方法研究进展熊正强等１ ８５基于核岭回归算法的地层水中ＣＯ２溶解度模型研究龙震宇等１ ９５石油磺酸盐原料油复配及膜式磺化合成工艺研究范　伟等１ １０２微生物修复石油烃污染土壤研究进展杨　博等１ １０８集减振、脉冲和冲击于一体的钻井提速工具设计及仿真刘　鹏１ １２０高温高盐条件下调剖用酚醛冻胶的研制吕　琦等２ ６１吉木萨尔页岩水力压裂后渗吸采油潜力分析廖　凯等２ ６８低流度稠油油藏启动机制及主控因素实验研究张　戈等２ ７７水驱油藏注采受益关系及注水效果定量评价吴明录等２ ８４基于机器学习的油水层解释新方法———以新安边油田南部长７油层组为例陶　静等２ ８９双层套管射孔产能预测模型数值模拟研究幸雪松等２ ９６注盐酸对致密砂岩气藏微观孔径分布的影响赵金省等３ ５５断溶体底水油藏不同隔板参数堵水强度影响规律秦　飞等３ ６２陇东Ｘ平台页岩油水平井减摩降阻配套技术研究与应用李晓明等３ ７０致密砂岩气藏气水相对渗透率计算方法改进许诗婧等３ ７５复杂类型储气库多周期注采相渗变化规律唐　康等３ ８１非均质深层碳酸盐岩气藏衰竭开发规律实验研究陈建勋等４ ４７耐温耐盐ＣＯ２泡沫体系性能评价汪万飞等５ ２９海上油田不同溶解程度聚合物在多孔介质中渗流特征及驱油规律罗光杰等５ ３６稠油热采模拟隔夹层制备与评价梁　旭等５ ４３苏北盆地溱潼凹陷页岩油ＳＤ１井万吨级ＣＯ２压吞矿场试验及效果评价姚红生等５ ５０机器学习在油气开发领域的应用及展望谢　坤等５ ５８ＣＯ２在页岩储层中的绝对吸附量及其影响因素分析张成林等５ ６８各向异性对页岩地层钻井液安全密度窗口的影响吴德胜等６ ２４基于残差神经网络模型的高压气井水合物生成预测方法刘广胜等６ ３３一种基于压汞－吸附法的不规则泥页岩样品孔隙度测定方法徐二社等６ ３９强冲蚀不规则孔眼封堵规律实验研究王　博等６ ４６沥青质沉积方式对油水两相渗流特征的影响卢二付等６ ５４普通稠油油藏多元热流体驱提高采收率实验研究张明龙６ ６３●　油气储运管道高周腐蚀疲劳损伤模型与数值模拟研究程斌亮等１ １２７天然气管网反输工况下的运行优化周　军等１ １３５天然气管网动态仿真三种隐式差分法对比研究李春奇等１ １４５胶凝原油临界损伤屈服应力计算模型研究肖铁全等２ １３５基于动态权重的同桥并行油气管道风险评价吴东容等３ １２９海底原油管道电伴热相对热耗率研究王　凯等４ ５５基于ＳＰＲＴ的水合物生成风险评价方法———应用于火驱尾气集输管道常明亮等４ ６２天然气管输容量分配优化决策研究何能家等４ ７１—１４１—西安石油大学学报（自然科学版）基于ＡＩ的油气集输管道安全管控平台构建探究熊　惠４ ８１长输管道辅助牺牲阳极阴极保护影响因素研究及效果分析李　宁等５ ７６基于声比拟法的埋地输气管道泄漏数值模拟陈一鸣等５ ８５基于远程诊断的天然气超声流量计异常综合评估方法尹　恒等５ ９２双管掺水集油系统碳排放核算与评价研究成庆林等６ １００油气管道用埋弧增材三通的性能研究陈越峰等６ １０９●　油气田化学工程二氧化碳基聚碳酸酯的化学改性研究进展周　利等１ １５０基于深度学习的催化裂化过程建模方法陈　琳等４ ９４深层页岩气储层耐温抗盐型滑溜水压裂液体系研究问晓勇等４ １０４溶液黏度对聚合物强化泡沫性能的影响郭程飞等４ １１２环保型生物柴油基钻井液体系研究及应用张　鹏等４ １１９基于三角模糊数的中国省会城市土壤重金属污染风险评价陈景辉等４ １２７ＨＰ β ＣＤ降低表面活性剂复配体系中ＴＯ ５对ＯＰ ２０的紫外光谱的干扰及其机理分析吴　浩等４ １３６基于计算机模拟的丙酮加氢生产异丙醇工艺节能改造方案研究殷娟娟等６ ６８稠油热采油藏封汽窜用磺化酚醛树脂冻胶研制游红娟等６ ７６普通稠油化学驱用表面活性剂研究李隆杰等６ ８４一种水性聚丙烯酸酯／Ｇｒ－ＭｏＳ２防腐涂层的性能研究麻　冬等６ ９３●　石油机械设备及自动化基于瞬变电磁偏心阵列的套管开窗侧钻井开窗轨迹与窗口形态检测方法杨　玲等２ １０５基于机器学习算法的ＣＯ２腐蚀速率预测彭　龙等２ １１３气举柱塞波浪形紊流槽流动性能强化研究崔　璐等２ １２２一种中值滤波快速系统的ＦＰＧＡ实现穆向阳等２ １２８地震勘探用混叠激发控制系统设计与实现甘志强等３ ８８基于电气距离分区的配电网动态无功优化武晓朦等３ ９４井下指令信号的小波－奇异值分解双层滤波降噪霍爱清等３ １００泥浆发电机用磁力传动机构的转矩影响因素分析闫文辉等３ １０６基于海试的水下采油树力学特征影响因素敏感性分析黄　鑫等３ １１３冷流率对大口径涡流管性能影响分析陆　梅等３ １２２热敏合金管井壁强化技术力学行为分析秦　星等４ ８８混频信号数字检波方法在阵列侧向测井中的应用高　怡等５ ９８偏心探头套管损伤定位校正方法党瑞荣等５ １０４ＴＣ４钛合金激光织构表面的润湿性和耐腐蚀性研究张明鲲等５ １１１储层分段体积改造下套管接头强度损失预测方法舒明媚等５ １１８随钻声波测井井下算法测试系统数据交换接口设计王　伟等６ １１８海上双油管气举井筒完整性风险评价研究于志刚等６ １２４基于有效牵引力系数的水力振荡器减阻效果评价方法王学迎等６ １３３—２４１—。

135瞬变电磁法是近年来地球物理领域发展较快的一种重要方法，具有探测深度大、灵敏度高、方便快捷、成本低的特点，广泛应用于金属矿、石油、煤炭、地热、地下水等探测中。目前，国内地形地质条件良好的矿产资源已基本勘查完毕，为了进一步加大勘查力度，面向复杂地形区的勘探工作势在必行。理论表明，地形是影响电磁场分布的主要因素之一，然而学者们对带地形条件下时间域电磁响应的研究还十分有限，基于平坦地形的传统电磁数据处理与解释方法在复杂地形区有一定失效。面向我国新一轮矿产资源探测需求，只有深入地研究在复杂地形区的电磁场响应和传播特征，才能为研制适用于复杂地形的电磁勘探设备提供理论依据，并建立新探测理论、新方法与新技术。因此，本文基于有限元法实现了起伏地形上任意形状回线源的瞬变电磁三维正演，通过两种典型三维地形模型，考察了地形和发射源形变参数耦合时瞬变电磁响应的特征。一、基于有限元法的瞬变电磁三维正演含地形条件下瞬变电磁三维正演可以利用各种数值方法实现，如积分方程法、有限差分法、有限元法、有限体积法等，其中有限元法凭借对复杂地电模型适用性强、形成的总体系数矩阵是稀疏且对称、易于并行等优点，已成为解决电磁法三维正演问题最广泛应用的方法。基于有限元法实现瞬变电磁三维正演需要包括几何建模、网格剖分、求解偏微分方程组等模块，这些模块都属于比较成熟的技术，重复研究这些基础模块耗费大量精力和时间，功能容易不稳定，也难以获得突破性进展。目前，市场上已经有多种基于有限元法的成熟商业软件或者开源函数库，经过前期的理论研究和调研，确定本研究将利用已有的成熟商业软件或者开源函数库的相关功能，进行不同场景下的建模、计算与分析。COMSOL Multiphysics以有限元法为基础，通过求解偏微分方程（单场）或偏微分方程组（多场）来实现真实物理现象的仿真，已在声学、电磁学、流体动力学、热传导、结构力学等诸多领域得到了广泛的应用。其中，COMSOL Multiphysics的AC/DC模块可对电场、磁场和电磁场在稳态和低频下的应用进行建模。选择COMSOL Multiphysics以实现瞬变电磁三维正演的依据主要包括以下几点：（1）COMSOL具有完全开放的架构，用户可以自主选择需要的物理场并定义他们之间的相互关系，也可以输入自定义的偏微分方程（PDEs），并指定它与其它方程或物理之间的关系，便可轻松实现多物理场的直接耦合分析；（2）COMSOL中定义模型非常灵活，材料属性、源项以及边界条件等可以是常数、任意变量的函数、逻辑表达式、或者直接是一个代表实测数据的插值函数等；（3）专业的计算模型库，内置各种常用的物理模型，用户可轻松选择并进行必要的修改；（4）强大的网格剖分能力，支持多种网格剖分，支持移动网格功能；（5）比其它有限元分析软件强大之处在于，利用附加的功能模块，软件功能可以很容易进行扩展。本文将利用COMSOL AC/DC模块的磁场接口进行矩形回线源下瞬变电磁三维正演建模与仿真，具体实施步骤如下：步骤一：定义几何。由于任何激励源的远场都可以近似看作球面波，因此采用半径为5km的圆球作为计算区域，然后用工作平面将球体分成两个半球，其中一个半球作为大地区域，另一个作为空气区域。由于计算区域有限，为了避免截断效应，将圆球的外围划分出300m

20 至20 学年第学期
教学日历
课程名称＿偏微分方程数值解＿＿性质＿选修＿
总学时48 讲课42 实验4 其它＿2＿＿＿＿＿
授课班级勘查13，测井14，物探14 学生人数92
任课教师赵建国职称教授
所在院(系、部) 信息学院地球物理系
系(教研室)主任签字_________________________
教材名称：偏微分方程数值解法作者：陆金甫关治
出版单位：清华大学出版社出版时间：2004年
中国石油大学(北京)教务处制
填写说明：
1．每上一次课填写一行，节次填写数字“1－5”，一天共分5大节课，例如：一周上三次课填写三行，并在周学时栏合并单元格填写“6”，周一第3、4节，在节次栏中填写2。

2．教学日历一经制订，不应出现大的变动，但允许主讲教师在完成课程教学大纲规定的教
学要求前提下，进行必要的调整，以适应不断出现的新情况。

如有变动，须经课程所属系主任（教研室主任）批准，并报院（系、部）办公室备查。

3．上机、大作业、课堂讨论、外出参观、考试等如占课内学时，在“备注”栏内注明。

4．教学日历由教师自存一份、课程所属系存一份，在每学期开学后第一周内送课程所属院（系、部）办公室并发一份电子版给课程所属院（系、部）办公室；有实验和上机学时的须发一份电子版的给实践科sjk@。