Fused CFD-interpolation model for real-time prediction of hazardous gas dispersion in emergency rescue

Accidental releases of hazardous gases in chemical industries can pose great threats to public security. The computational fluid dynamics (CFD) model is commonly applied to predict gas dispersion in complex structured areas. It can provide good accuracy but it is too time-consuming to be used in emergency response. To reduce computation time while keep acceptable accuracy, this paper proposes several fused CFD-interpolation models which combine CFD model with different interpolation methods. Spline, linear and nearest interpolation methods are used. A CFD simulations database is created ahead of time which can be quickly recalled for emergency usage and unknown situations can be predicted instantly by interpolation methods instead of time-consuming CFD model. Fused models were applied to a case study involving a hypothetical propane release with varying conditions and validated against CFD model. The validation shows that prediction accuracy of these fusion models is acceptable. Among these models, CFD-Spline interpolation model performs best. It is faster than CFD model by a factor of 75 and is potentially a good method to be applied to real-time prediction.     

疏松砂岩油气藏出砂风险及机理离散元分析*

为了进一步了解疏松砂岩储层开发过程中的出砂机理,基于PFC3D平台构建离散元模型用于分析疏松砂岩储层出砂风险,探究生产压差等因素对地层出砂的影响。结果表明:较高生产压差下地层流体流速较快,流体对砂粒的拖曳力较大,出砂较严重,生产压差为4.5 MPa时出砂量比3.0,1.5 MPa分别高34.86%和75.45%;地层流体黏度的升高会降低其对砂粒的拖曳,一定程度上减弱出砂程度,流体黏度在1 000 mPa·s时出砂量比100,10 mPa·s下分别低42.50%和54.27%;较大地应力差异条件下砂粒间相互作用较强,砂粒更易脱离岩石骨架而出砂,地应力差异系数为1.75时出砂量是1.25时的2.51倍;另外,内聚力较低的储层砂粒间黏聚力较低,相同生产条件下更易出砂。研究结果可用于预测疏松砂岩储层出砂及定制防砂方案。     

基于Mogi-Coulomb强度准则的井壁稳定性力学分析新方法*

传统井壁坍塌失稳分析模型是基于M-C破坏准则而建立的,该方法忽略了中间主应力对岩石强度的影响,常使得预测的钻井液密度过于保守。为此,引入考虑中间主应力的Mg-C破坏准则建立任意井眼的井壁稳定性评价新模型,通过数值模拟法分析了不同地应力状态下的井斜角和方位角对井壁稳定性的影响。研究结果表明: Mg-C准则克服了M-C准则忽略中间主应力低估岩石强度的影响,其计算结果略低于M-C准则的计算结果,有助于提高钻速,降低钻井成本;正断层地应力状态时,沿最小水平主应力方向钻进时,井壁稳定性最好;走滑断层地应力状态时,沿最大与最小水平主应力之间的某一临界角钻进时井壁最稳定;逆断层地应力状态时,沿最大水平主应力方向钻进时井壁最稳定;该模型有助于指导现场钻井井眼轨迹的优化设计及安全施工。     

新型三维电化学氧化体系处理压裂返排液

采用不锈钢作阴极、镀钌铱的钛板作阳极、铁碳材料作粒子电极,构建新型三维电化学氧化体系,处理压裂返排液,并通过响应曲面法考察COD去除率和除油率的影响因素。实验结果表明:回归方程的相关系数及校正相关系数均大于0.9,回归方程的线性关系显著;返排液COD去除率和除油率影响因素的大小顺序均为电流电解时间粒子填充比,其中关键因素是电流,电解时间和粒子填充比之间的交互作用具有较大影响;在电解时间为31.8 min、电流为4.4 A、粒子填充比为61.2%的条件下,COD从606.4 mg/L降至68.5 mg/L,含油量从153.7 mg/L降至9.1 mg/L,达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》中的一级标准。     

流固耦合下U型金属波纹管损耗因子研究

利用模态分析的方法对有、无介质以及波高、波厚对波纹管损耗因子的影响进行了研究,根据数值分析结果,得到了波纹管不同参数对损耗因子的影响变化曲线。结果表明,介质压力在3.2 MPa处存在一个损耗因子峰值;集中力的拉/压力对损耗因子的影响规律是相反的,拉力增加损耗因子减小而压力增加损耗因子增加;波高与损耗因子之间近似存在一种线性关系;壁厚为0.8 mm时损耗因子值最小。最后,通过试验验证了有限元模型和数值分析的可靠性和准确性。     

基于环境基尼系数的控制单元水污染负荷分配优化研究

将基尼系数这一福利经济学概念引入松花江流域水污染物负荷分配过程,综合考虑水循环的社会-经济-资源-环境因素,从社会经济发展、科技进步水平、水污染治理水平和资源禀赋差异角度出发,遴选出人均GDP、重污染行业总产值比重、人均水污染物产生强度、工业水污染物去除率、生活水污染物去除率、单位国土面积水资源量、国控劣Ⅴ类断面占比7项指标,以COD及NH_3-N负荷为控制因子,辅以贡献系数这一表征外部不公平性参数,构建了以基尼系数为度量标准的流域水污染负荷优化分配模型,并据此制订了松花江流域33个控制单元基于公平性的水污染负荷分配方案。研究表明,2012年松花江流域基于7项指标的基尼系数值均大于0.4,超过了基尼系数合理警戒线,说明流域控制单元间COD及NH_3-N排放在社会经济和资源环境方面存在不公平现象,其中松花江干流和第二松花江流域是不公平性特征最为突出的两个流域。在Lingo模型优化分配得到的2020年流域各单元COD削减方案中,单元21的年削减量最大,为1.82万t/a,单元10的年均削减率最高,达8%;在相应NH_3-N削减方案中,单元21的年削减量及削减率均为最大,分别达到0.08万t/a及8%。     

国家行政征用海域使用权补偿标准法律问题探讨

根据2002年开始实施的《中华人民共和国海域使用管理法》,在海域使用管理法中关于国家行政征用海域使用权、进行清海补偿标准的未作规定,只在渔业管理法中规定参照土地管理法的补偿标准进行补偿,因此,各沿海地区确定征用补偿标准缺乏统一标准。本文根据国家行政征用海域使用权补偿存在的无专门系统的行政征用补偿法、海域征用补偿程序混乱、海域征用补偿救济手段不完善、海域管理适用法律冲突和安置补偿与生产损失补偿混淆在一起等问题进行了探讨,对于完善国家行政征用海域补偿制度提出了法律建议。     

电动振动设备的发展及展望

电动振动设备是振动试验中运用的最广泛的振动设备.电动振动设备包括电动振动台和电动激振器等,以电动振动台为例,系统分析了电动振动设备的主要结构和工作原理等.并对在发达国家应用较多的多轴多自由度振动台作了简要分析.展望了电动振动设备的发展.     

循环流动系统的压力调节及能量消耗问题

本项目对立式循环流动系统内气体压力、流量变化的调节控制方法,通风机的能量消耗等实际工程问题,进行了一系列的试验研究。其研究成果可以用于其他工程设计项目,对提高我国通风除尘系统的设计质量有一定的现实意义。     

The Precautionary Principle as a Robust Cost-Effectiveness Problem

This paper offers an interpretation of the precautionary principle in terms of a safety target that a decision-maker has to reach at a minimal cost in a robust way. A two-period model is used. The precautionary principle corresponds to a situation in which the decision-maker, facing an ex ante indecision, is not able to reach a safe target from the initial condition in a worst-case framework. However, he can efficiently succeed whenever the uncertainty at the second period is revealed to him. An example coping with the management of a renewable resource illustrates the general results of the paper.