水平井溢流后,气体在水平井段膨胀量小,溢流不容易发现,进入垂直井筒后,气体上升膨胀导致井涌快速发展,给井控造成困难。针对海上高温高压水平井的具体工况,考虑井筒温度场、漂移模型的特点以及水平井段与地层的耦合,结合气液两相流基本方程,建立了高温高压水平井井涌理论模型,并对不同时刻、不同地层欠压实、不同裸眼长度的海上高温高压水平井井涌进行了模拟。模拟结果表明:溢流早期,环空压力和截面含气率变化比较快;地层压力系数越高,泥浆池增量、环空压力和截面含气率变化越迅速;裸眼长度较小时,泥浆池增量、环空压力和截面含气率变化不明显,裸眼长度较大时,泥浆池增量、环空压力和截面含气率变化很快。

本文通过建立二维非定常不可压N-S方程,采用变分多尺度方法对N-S方程进行求解并应用freefem软件对不同孔隙度,不同孔径的透风型挡风板在给定风场进行数值模拟。研究了不同孔隙度下,不同孔径透风型挡风板与不设挡风板及不透型挡风板对风场的影响。结果表明,挡风板具有较好的防风特性,适当孔隙度的透风型挡风板较不透型防风特性好。同时不同孔隙度挡风板对风场影响差异明显,同时相同孔隙度不同孔径挡风板也有较明显差异。在本实验意义下,孔隙度为20%孔径为0.5 cm,高度为50 cm挡风板具有较好的防风特性,在高200 cm,长为500 cm的风场中可以形成198 cm左右的板后涡流长度,形成涡流长度明显长于其他透风型挡风板。

基于非局部弹性理论,本文研究了磁场环境下输流双壁碳纳米管中弯曲波的传播特性。采用非局部欧拉梁理论,建立磁场作用下输流双壁碳纳米管得波动方程,双壁碳纳米管的两层管之间通过范德华力相互作用。通过绘制不同情况下的色散关系图,分析了管内流体、磁场强度以及非局部参数对输流双壁碳纳米管中波的传播特性的影响,结果表明,磁场对波的传播频率有重要影响,增强磁场将增大波的传播频率,且增强磁场会减弱非局部效应。

激波诱燃冲压发动机作为超燃冲压发动机的一种,更加适合高超声速飞行器机体与发动机的一体化设计。为了研究其前体/进气道的燃料/空气混合特性和增强机理,本文采用地面试验方法对不同悬臂斜坡喷注器的流场特性进行了研究。研究表明,悬臂斜坡上形成的斜激波呈很强的三维效应。燃料喷注后会改变悬臂斜坡上斜激波的方向,使其与斜坡的夹角增大。悬臂斜坡的存在使流场中产生了压差,影响了气流的运动轨迹,进一步导致了流向涡的产生。后掠喷注构型和双喷口构型的混合特性更好,三角构型喷注不能形成明显的斜激波压缩波系,混合效果不佳。

为了减小磁盘高速旋转所承受的气体阻力、降低硬盘内部结构所承受的气流冲击和振动、以及提高硬盘存储密度和工作稳定性，人们正考虑向硬盘内部填充低密度气体。充气硬盘还具有存储容量大、节能、散热性能好等优点。硬盘工作过程中，磁头滑块飞行特性（承载力W、压力中心Xc和Yc）对硬盘工作稳定性有着重要影响。本文研究了充气气体物理特性、表面粗糙度、磁盘转速、飞行高度和俯仰角对硬盘磁头滑块飞行特性的影响，研究结果发现:磁盘转速的增加、飞行高度的降低、俯仰角的减小和氦气在氦气–空气混合气体中的比重（不同气体物理特性）下降，都会导致磁头滑块承载力的增加;磁盘转速的增加、飞行高度的增加、俯仰角的减小，都会导致压力中心Xc的减小;对于不同的磁盘转速、飞行高度、俯仰角、氦气在氦气–空气混合气体中的比重...

为研究最小二乘几何方法处理较复杂流动的特性,用该方法求解了圆柱突然启动后的瞬态流场。控制方程的时间离散采用三阶精度的隐式差分格式,空间离散采用二阶以上精度的最小二乘等几何方法。对雷诺数为550~9500的流动进行了模拟,并与其它实验及数值方法的结果进行了对比,数值解中捕捉到了不同雷诺数下的产生的鼓包、孤立涡、α-现象和β-现象等流动模式。计算结果表明高精度的最小二乘等几何法可用于复杂瞬态流动的模拟。

由于CO2在油藏流体中具有降低原油粘度和界面张力的特性,因此现场采用注CO2混相/非混相驱的办法来提高原油采收率。随着CO2驱油技术应用的不断深入,如何快速准确地判定在不同注入参数下CO2在注入井筒中沿井筒温度、压力及相态分布特征,以避免注入过冷CO2液体对地层造成冷伤害,获得最大的驱油效果是CO2注入工艺和开发设计亟待解决的问题。本文在综合考虑CO2压缩因子、比热容及粘度等参数计算的基础上,建立注CO2井井筒温度、压力计算模型。对M油田注CO2气井模拟计算结果与实测结果对比表明,该模型能够较好的应用于CO2注入井的井筒温度压力模拟计算,其计算结果可为CO2驱注入工艺及开发设计提供理论依据。

本文给出了一种用于定常可压缩流动的多能级格子Boltzmann模型。我们使用Chapman-Enskog展开和空间多尺度展开技术描述平衡态分布函数的高阶矩和不同空间尺度的系列方程,进而得到了具有高阶误差的Euler方程的修正方程。我们还给出了格子Boltzmann模型的数值模拟结果与解析解的比较。结果表明,数值模拟结果与解析解吻合的很好。

本文针对绳系并联支撑系统在低速风洞中的应用,对流场引起的牵引绳振动情况进行了流固耦合分析。基于ANSYS workbench的流固耦合模块,对来流速度为17 m/s时绳的振动特性进行分析。首先通过单向流固耦合分析,选择牵引绳最佳预紧力。其次,利用双向流固耦合模块,分析了不同工况下绳的振动特性,给出了对应情况下绳的最大振动位移点及其历程变化。结果表明,最大振动位移点基本都在绳中间位置,且振动位移较小;绳最大振动方向主要表现为顺流向,不同工况对绳的振动行为会有一定影响,但影响较小。

本文基于一种旋涡环缝式雾化器，采用Catia建立实体模型，ICEM对模型进行网格划分，Fluent进行对气流流场的数值模拟计算，研究了气体流过雾化器内部的流动过程以及气流从雾化器环缝喷嘴喷出后的射流流场特性。研究发现气流在雾化器内部的流动存在漩涡，从雾化器环缝喷嘴喷出后，射流呈空心的对顶气锥形态，且存在一个旋度。沿喷射方向，射流流速逐渐减小，射流宽度增加。通过对雾化器流场的计算模拟分析，可以为改进该雾化器雾化性能提供依据。