圆管浆体螺旋流速度分布及运动特性仿真

为了开发高浓度低能耗的螺旋流浆体管道输送技术,借助流体力学理论,分析了圆管螺旋流的运动特性,将圆管螺旋流分解为轴向流动、周向流动和径向流动,建立了圆管浆体螺旋流的动力学方程;进而基于圆管螺旋流特点,推导出紊流状态下圆管螺旋流轴向速度和周向速度的分布表达式.同时,采用计算流体力学Fluent软件,结合Solidworks和Gambit等软件进行圆管浆体螺旋流运动特性的建模和仿真,仿真计算结果揭示了圆管螺旋流轴向速度和周向速度的分布规律,并验证了螺旋流理论速度分布式与实际运动规律相吻合.     

顺序输送管道油品温度变化时混油浓度的数值计算

针对求解顺序输送管道混油浓度的问题，简要分析了管道在不同状态下的混油机理。 根据紊流扩散理论，考虑到沿管长方向油品温度的变化将引起油品黏度的改变，从而将导致管截面局部流速分布和油品扩散系数的改变，采用数值积分方法，编制了用于求解顺序输送管道状态运行混油段内混油浓度分布，以及管道终点截面混油浓度的计算程序。为顺序输送管道混油浓度的计算提供了一个实用可靠的方法。     

基于有限元法的天然气管道隧道清管冲击分析

川气东送管线隧道段众多,过大的冲击载荷将会破坏隧道固定墩的固定作用。为了研究清管器在隧道段中对管道的冲击和其运动规律,结合流体动力学理论,采用ABAQUS有限元分析软件建立了清管器在管道中的冲击模型,模拟分析了清管作业过程中清管器速度与管道输送压力对管道应力与加速度等参数的影响及变化规律。分析结果表明：管道输送压力对管道应力的影响最大,清管器速度、清管器种类对隧道段管道的应力也有影响。     

核级管道腐蚀数据的概率统计分析

针对核级管道腐蚀环境的复杂性及腐蚀过程的随机性,提出了基于概率统计方法的最大腐蚀深度预测模型。首先对核级管道进行腐蚀失效分析;其次采用广义极值分布模型（GEV）拟合管道最大腐蚀深度数据,用L-矩法计算模型的参数值,分析核级管道腐蚀深度的统计规律;最后引用回归期的概念预测管道最大腐蚀深度。以某核级管道为例,预测其最大腐蚀深度为4.575 1 mm,超过最大腐蚀深度的概率为0.75%。计算结果证明：应用极值理论作统计分析时,广义极值分布模型具有更广的适用性,该研究对分析腐蚀管道的可靠性和安全性具有一定的意义。     

高压天然气管道泄漏扩散CFD数值模拟

为了降低天然气管道泄漏对环境造成的危害,采用FLUENT软件对高压天然气管道泄漏后甲烷扩散特性进行数值模拟,分别模拟了稳态及非稳态时甲烷浓度分布及速度分布情况;探究不同管道压力和外界风速对天然气泄漏扩散过程的影响,并通过速度分布图和甲烷浓度分布图分析天然气的扩散特性和区域。结果表明:管内压力越大,甲烷射流出口速度越大,甲烷扩散区域越大;风速越大,甲烷的偏转角度越大,在空气中扩散得越快。     

伴热稠油管道停输温降数值模拟

基于有限容积法,建立伴热稠油管道停输过程的非稳态传热模型,采用＂焓-多孔度＂技术,利用FLUENT软件,分别对伴热管与稠油管同时停输及稠油管道单独停输两种情况进行了数值模拟,并考虑了析蜡潜热对温降的影响,得出了不同时刻管内原油凝固区、混合区、液油区的位置及温度场的分布。结果表明：两种情况下,稠油固化过程基本相同。稠油管道单独停输时,管内原油温降速率比双管同停温降速率略慢,但在一定时间内相差不大。随着停输时间的延长,两种情况下管内稠油温降速率变化明显,说明伴热管对稠油管道短期停输影响不大。文中给出安全停输时间,为工程设计提供一定指导。     

AutoPIPE在输油埋地管道中的应用

埋地管道应力分析的关键在于准确模拟土壤对管道的作用,研究管道周围的土壤力学性能是正确进行埋地管道应力分析的前提。基于AutoPIPE管道应力分析软件,首先对国际上埋地管道理论进行简单的介绍,然后结合该理论对某工程中的埋地输油管道建立了较准确的应力分析模型,进行了较细致全面的应力分析,并指出当地上管道柔性足够时,埋地管道出土入土处端点位移较小,不需要设计固定墩。对管道应力分析工作者利用AutoPIPE进行埋地管道应力分析具有一定的借鉴意义。     

气液混输管道清管模型应用研究

清管球在管道中运行时,受到流体的阻力形成液塞.模拟液塞在管道中流动的模型主要有McDonald-Baker模型和Minami模型两大类,用于模拟管道内稳态和瞬态流动的流体.针对管道中气液两相流体,采用上述两类模型进行模拟计算,并与实验结果相比较,得出结论:对于精度要求较高的情况下,模拟两相流管道中的流体采用某一种清管模型不能满足精度要求,应根据管道中气液混合的速度和清管球的运行速度来确定,不同阶段,采用相对应的清管模型来计算管道清洗的时间和速度.     

FLUENT软件对管壳式换热器壳程流体数值模拟方法可行性的验证

鉴于单弓形折流板管壳式换热器应用的广泛性,对传统单弓形折流板管壳式换热器进行了数值模拟分析,验证了FLUENT软件应用到管壳式换热器壳程流体数值模拟方法的可行性,并为换热器其它壳程支撑结构的研究提供了一定的理论依据.     

油井地面集输管停掺水温降数值模拟

掺水混输不加热集油工艺正不断发展完善,集输管停掺水温降过程是指导该技术实施的重要依据,掌握其降温规律对确定安全停掺水时间、再掺水启动方案和停掺水检修安排都有着十分重要的意义。基于计算流体动力学理论,利用FLUENT对油井地面集输管道停掺水后的温降过程进行数值模拟,得出不同含水率与不同初始油温下管内油品的温降曲线。根据管轴中心温降曲线可将整个降温过程分为3个阶段,第一阶段温降速度最快,其余两阶段较慢,第一阶段自然对流作用占主导地位,第二阶段管壁油品开始凝结,自然对流逐渐消失,第三阶段传热方式仅剩导热,且作用较弱,整个管内油品的凝结时间长短与停掺水初始油温及管内液体的含水率有关。通过模拟计算可得详细的温降过程,为实际停掺水不加热集油工艺设计提供参考依据。     

护拱回填暗挖法隧道支护结构安全性评价

文章依托九景衢铁路荆生坞隧道工程,介绍了护拱回填暗挖法的施工步序,利用弹性理论推导了护拱与初期支护拱部的围岩荷载分担比例计算公式,采用极限平衡理论建立了边墙处围岩受力模型,推导了初期支护边墙附加围岩压力计算公式,最后通过建立荷载-结构模型,计算了护拱和初期支护的内力、安全系数,评价了护拱和初期支护安全性。结果表明:初期支护围岩荷载分担比例与护拱和初期支护的弹性模量、厚度有关,荆生坞隧道初期支护围岩荷载分担系数约为30%;护拱拱脚竖向压力导致边墙上部围岩沿破裂面滑动,对初期支护边墙上部产生一个水平向的附加围岩压力;九景衢铁路荆生坞隧道护拱回填暗挖段护拱和初期支护均处于安全状态,初期支护安全性随围岩荷载分担系数的增大而略有降低。     

水平管道中推移质与悬移质之间比例与平均流速之间关系的研究

根据前人的理论和研究成果,通过分析水平管道中推移质与悬移质组成的几何关系,对于水平管道中推移质与悬移质的之间比例与平均流速之间的关系进行了深入研究,得出推移质、悬移质与平均流速之间的关系式,确定了管道输送中的重要系数K4,对以后研究管道内流速分布以及确定临界速度奠定了基础。     

基于水锤模拟的长输管道运行薄弱段分析

结合国内某长距离输水管道工程实例,通过水锤模拟对输水管道进行典型工况分析,确定输水管道易发生爆管的薄弱地段,并判断其危险等级。结果表明：对长距离输水系统进行典型工况水锤模拟可有效判断管道薄弱位置,通过对爆管事故内因、外因分析可预测管道薄弱段发生事故时危害程度。针对不同工程特点进行长输管道运行薄弱段分析,可提高供水可靠性,为管道安全运行管理提供依据。     

直排式真空预压法软基处理工程的试验与研究

传统真空预压技术机理通过垂直排水通道排水板与水平排水通道砂垫层排水。文章介绍的采用直排式真空预压技术,不仅能节省水平排水通道砂垫层,而且能将排水板直接与滤管缠绕连接,提高了真空度的传递效率。试验证明,直排式真空预压技术相对传统工艺,不仅加固效果理想,而且既缩短了工期,又节省了工程造价。     

陕北冻土高水位流沙地段管沟开挖方法研究

高水位流沙地段的管沟开挖一直是施工过程中的难点,虽然目前可采用深井抽排降水法、密闭管抽水降水法、明渠抽排降水法、木桩固定沟壁加抽水降水法等方法,但施工工序繁琐,成本高。文中提出应用冻土原理,在一次双侧沉管的基础上,采用二次双侧开挖新方法,将地下高水位的挖沟不利条件变为有利条件,降低了土方开挖量,取消了抽排水措施,提高了施工工效,节约了施工成本。该方法在陕京三线设计1标段榆阳马家峁段AA001-AA005高水位流沙地段工程施工中取得了良好的施工工效与经济效益。     

基于GIS的供水管网爆管分析

介绍了地理信息系统应用到供水管网爆管分析中的重要性。完善的爆管关阀分析,可将因爆管造成的损失降到最小。基于地理信息系统的供水管网爆管分析,提出了虚拟的管段概念,并为爆管事故分析建立了逻辑网络模型,使得在供水管网发生爆管事故时,能及时迅速地找到应当关闭的阀门。     

某大跨石拱桥水淹状态结构验算及加固处理

文章以酉阳龚滩大桥为背景,采用桥梁结构有限元计算模型模拟分析库区石拱桥在蓄水后处于部分水淹状态下的结构安全性,并结合桥梁加固理论,对石拱桥的拱圈、拱脚及桥台提出相应的混凝土补强、植筋等加固措施,以提高其承载能力。     

外压作用下夹层管整体式止屈器止屈性能仿真研究

在深水作业的夹层管受外部静水压力作用容易引发屈曲局部失稳,屈曲会沿着管道轴向传播并引发大范围破坏失效,实际工程中常采用设置止屈器的方法来限制屈曲传播,从而避免整段管道的报废.针对此问题,基于ABAQUS软件建立含止屈器的夹层管有限元模型,通过数值仿真分析夹层管在外压作用下的止屈器屈曲穿越变形形态,并对止屈器止屈性能进行...     

轴对称解对隧道衬砌水压力计算的适用性研究

文章根据渗流理论推导了隧道衬砌水压力的轴对称解,并利用数值分析方法研究了轴对称解对不同形状隧道断面与浅埋隧道的适用性.研究结果表明:轴对称解适用于非圆形隧道断面衬砌水压力的估算;隧道断面形状对衬砌水压力折减系数的影响较小,可以忽略不计,其影响大小主要由衬砌与围岩的渗透系数比值决定.对于浅埋低水头隧道,用轴对称解计算的毛洞流量Qm与数值解比较,其误差较大,最大误差为36.5％;但用来计算衬砌水压力p1以及衬砌后水流量Q1时,误差相对较小,最大误差为6.3％,特别是利用轴对称解得出的衬砌水压力值与利用数值解得出的衬砌水压力特征值最大误差仅为3.4％.