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科学技术与工程 2017年第04期杂志 文档列表

科学技术与工程杂志论文

粤北大宝山矿区中生代叠加褶皱特征及其地质意义1-12

摘要：大宝山矿区位于南岭地区南部,中生代印支期-燕山期至少发生了两期褶皱作用,清楚地记录了自身的构造变形历史;为了解大宝山矿区构造演化提供了非常有利的条件。通过矿区内褶皱、石英脉、劈理、膝褶等变形构造的分析,首次识别了矿区内两个世代不同方向的褶皱构造的横跨叠加型式。发现早期褶皱（轴面走向NW-NNW向）形态较为紧闭,为斜卧褶皱;晚期褶皱（轴面走向为NE-NEE向）形态较为宽缓,为直立倾伏褶皱。结合大区域褶皱构造线的分析,提出华南地区横跨型叠加褶皱的早期褶皱应为近南北向,晚期褶皱为近东西向。基于矿区内多期变形构造的交切关系、石英脉辉钼矿年龄数据以及区域相关地质事件分析,这两组褶皱构造反映了大宝山矿区乃至华南地区中生代陆内两次变形事件：NW-NNW向褶皱是印支早期华南板块内部强烈构造-岩浆活动的结果;NE-NEE向褶皱是燕山早期华南板块陆内部变形作用的结果。大宝山矿区叠加褶皱变形研究不仅为研究华南大陆叠加褶皱变形特征提供了具体例证,而且对大宝山矿区多金属矿的勘探起重要指导作用。

四川盆地西部上三叠统须家河组物质来源：碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄研究13-24

摘要：对四川盆地西部晚三叠世须三期须家河组碎屑长石石英砂岩和须四期砂岩中碎屑锆石进行了U-Pb定年。分析研究表明：1川西西部都江堰地区沉积物样品具四个主要年龄峰分别为245 Ma、460 Ma、773 Ma和1 836 Ma;川西北部广元地区样品具四个主要年龄峰分别为245 Ma、452 Ma、834 Ma和1 850 Ma;2结合碎屑锆石U-Pb测年特征,表明川西盆地北段广元地区和中段都江堰地区须家河组上部和下部年代学以及地球化学信息一致,主要显示吕梁期（峰值1 836 Ma、1 950 Ma和1 850 Ma）,晋宁末期（峰值为865 Ma和834 Ma）,加里东期（峰值为460 Ma和452 Ma）和海西-印支期年龄峰（峰值为245Ma）,反映两个地区具有相似物源;3结合碎屑锆石U-Pb年龄与周源造山带对比分析,海西-印支期碎屑物质来源于秦岭造山带;加里东期是秦岭造山带的主要造山阶段,秦岭造山带为该阶段提供物源;晋宁末期是扬子克拉通岩浆活动最活跃时期,扬子克拉通为该阶段碎屑物质主要源区;吕梁期碎屑锆石,主要来自其北缘的华北克拉通。

预应力状态下复合材料板冲击响应数值方法研究25-31

摘要：考虑初始拉伸应力或初始压缩应力的影响,对复合材料层合板的高速冲击响应进行研究。基于显式有限元方法,引入三维Hashin失效准则模拟层内纤维和基体的损伤和演化过程,结合Cohesive单元模拟层间分离破坏过程,建立数值模型,分析不同冲击能量下的预应力复合材料层合板的冲击响应。数值计算结果表明：预应力状态对冲击变形、冲击载荷峰值、冲击极限速度、分层损伤模式和损伤耗能分布均有影响;总体来说,压缩预应力降低了复合材料层合板的抗冲击性能,而拉伸预应力效果不能下定论。作为复合材料冲击过程的重要影响因素,预应力状态必须加以考虑。

Ω型管的气液两相流动调整作用数值模拟研究32-39

摘要：为了开发基于流动调整机制的严重段塞流抑制方法,提出了一种新型流动调整装置——Ω型管,应用数值模拟方法对Ω型管内气液分层流的流动特性进行了研究,探讨了Ω型管的基本单元个数（N）、基本单元之间的距离（d/D）、主弯管弯曲半径与管径的比值（r/D）、入口气液相流速（气相和液相折算速度,U_（SG）和U_（SL））等结构参数和流动条件对Ω型管气液两相流动调整作用的影响规律。研究结果表明：①Ω型管能够实现＂液相对气相阻塞＂和＂气相对液相携带＂两个物理过程,从而将分层流转变为间歇流型;②增加N和提高r/D均可增加上述物理过程的循环周期,N的增加为更多气相先于液相通过主弯管（气相被阻塞阶段）提供了条件r/D的提高有利于增加主弯管上游的液相累积量,使气相能够携带更多的液相通过主弯管（液相被携带阶段）,使得Ω型管下游液相含率波动性增强、气液两相流动特性间歇性增强,从而增强Ω型管对分层流的流动调整作用;d/D的增加影响作用不显著;③U_（SG）不变、U_（SL）增加有利于增加主弯管上游的液相累积量,为气相携带更多的液相提供了条件;增加P导致U_（SG）降低,会减弱气相携带液相的能力;增加U_（SG）同时减小U_（SL）虽然可提高气相携带液相的能力;但液相供给的减少会降低液相的累积量,导致因气相携带而进入主弯管的液相减小,从而减弱Ω型管的流动调整作用。以上研究结果为优化设计Ω型管、探索其气液两相流动调整机理和应用于集输管线-立管系统提供了基础。

高北斜坡带沙三段优势储层相控特征40-47

摘要：根据钻井岩心、薄片、物性数据等资料,对高北斜坡带沙三段岩性储层特征进行分析,并探讨优势储层与沉积微相的关系。高北斜坡带沙三段岩石类型主要为岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩,不稳定组分长石和岩屑含量占50%以上。储集空间主要以原生孔隙和次生孔隙为主,喉道类型主要发育缩颈型喉道和管束状喉道,储层孔喉组合类型划分为Ⅰ-中孔细喉型、Ⅱ-小孔细喉型、Ⅲ-紧密胶结微孔型等3类,其中Ⅰ和Ⅱ为高北斜坡带优势储层。研究表明：优势储层分布具有明显的相控特点,Ⅰ类储层以水下分流河道为主,Ⅱ类储层以水下分流河道和河口坝为主,Ⅲ类储层以远砂坝为主,同时利用正演模拟明确Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类储层的地震响应特征,精确优势储层发育区,初步形成＂孔喉组合-沉积-地震＂微宏观一体技术,近3年在高北斜坡带共刻画岩性圈闭16个,发现高66、高3104-5和高123x9等3个富油区块,新增探明储量1 128.0×10~4t,动用地质储量258.2×10~4t。

基于Level Set方法的微观窜流特征研究48-54

摘要：达西定律渗流理论以对油水运移规律的研究仍停留在宏观尺度上,很多微观机理无法考虑,窜流形成时的微观孔道中油水运移特征未能体现清楚。本文建立二维微观孔隙模型,引入Level Set方法对油水两相界面进行追踪,采用有限元方法对两相数值模型进行求解。在玻璃刻蚀平面驱替实验的基础上,建立并联毛细管束模型。通过模拟不同驱替压差、润湿性以及界面张力等情况下的流动状态,结合二维孔隙数值模拟结果,给出了发生微观窜流的临界条件：在入口压力恒定时,水驱油速度逐渐变大;驱替压力增大时,大孔道中的两相流速增加比例更大;油水两相界面张力越大,壁面越亲油,越容易发生微观窜流。

页岩基质中甲烷传质输运产能计算模型55-59

摘要：页岩气藏基质中存在吸附气和游离气,通过扩散和渗流两种传输机制进行流动。为了研究页岩气藏基质产气规律,推导了一维页岩基质产气量计算公式,扩散体积流量与入口压力成线性正比关系,渗流体积流量与入口压力成二次函数关系,渗透率越高、扩散系数越大,则体积流量越大。在此基础上,设计了全直径页岩岩心甲烷解吸、扩散、渗流耦合实验,研究了产气量与压力的变化关系;并通过拟稳态阶段的实验数据验证了一维页岩基质产气量计算公式的正确性。利用模型计算结果预测了页岩气传质输运实验未来体积流量的变化趋势：当入口压力达到15 MPa时,渗流体积流量在耦合流量中所占比例接近50%;当入口压力低于15 MPa时,扩散体积流量在耦合流量中所占比例较高。

压裂气井返排压力新模型研究60-64

摘要：气井压裂后返排阶段压力的准确预测对于优化返排工作制度具有重要意义,目前的返排压力模型缺乏对两相返排阶段的研究,压力模型不完善。为此,根据质量守恒原理、能量守恒原理、岩石力学理论和地层渗流理论,建立了考虑裂缝闭合前后不同返排规律和压力变化规律的返排压力新模型。新模型包含单相压裂液返排和气液两相返排的不同阶段,将压裂返排过程与地层产能综合分析,最终得到从停泵返排初期直至气井稳定产气整个过程的返排压力变化规律。现场实例表明,新模型的计算结果与现场实测压力吻合较好。放喷油嘴尺寸越大、裂缝闭合时间越短,到达稳定产气阶段的时间越短,稳定产气阶段的井底压力也越低。新模型可为现场合理返排制度的确定提供理论指导。

连续管安全夹持摩擦系数允许区间研究65-69

摘要：针对连续管作业机在现场作业过程中频繁发生连续管溜管、咬伤等问题,提出摩擦系数区间对连续管安全夹持的影响研究。利用实验研究和数值计算相结合的方法,在不同轴向力和夹紧力工况下,研究摩擦系数对连续管等效应力、等效塑性变形及连续管位移量的影响。以连续管屈服强度和2‰塑性变形为评判依据,得出连续管安全夹持摩擦系数允许区间为0.4~0.6。该研究为连续管安全作业具有一定的指导意义,并为夹持系统设计提供科学依据。

光纤环绕制中滞后角控制的研究70-75

摘要：为提升光纤环绕制设备的排线性能,避免不合理绕制滞后角引起的各类绕制缺陷和绕制错误,在对绕制滞后角的几何位置与受力分析进行研究的基础上,建立了滞后角、光纤间隙和光纤上线终点三者之间的数学模型;并通过对绕制初始时刻滞后角引起错误绕制现象进行分析,提出了在绕制初始时刻对该滞后角进行合理补偿的方法。实验结果表明：合适的滞后角可以有效避免绕制缺陷的产生,使用该换层绕制初始时刻滞后角补偿方法可以消除绕制错误的现象,实现光纤环绕制设备的精密排线和自动化缠绕。

一种天气雷达数据质量问题的理论分析与试验研究76-81

摘要：针对新一代天气雷达在业务运行中低仰角观测时经常出现的相邻径向交替变化的条状回波（称为＂马赛克＂现象）的数据质量问题,分析了产生该现象的原因,提出了改进天气雷达观测模式,在低仰角采用较低的双脉冲重复频率组合或随机相位编码技术的解决方案。介绍了双脉冲重复频率技术扩展测速范围以及随机相位编码技术退距离模糊的基本原理和实现方法,并在新一代天气雷达上开展了数据质量提升试验。通过比较多种适配参数组合下实际天气过程的观测结果,验证了之前的理论分析。

一种新型大过载飞行模拟器运动仿真分析82-86

摘要：提出一种新型的基于绳牵引并联机器人技术的飞行模拟器,针对其大过载机动特性进行仿真分析。首先根据绳牵引并联机器人理论,设计了9根绳牵引具有6自由度的运动平台;通过建立平台动力学模型,设计了对干扰项进行补偿的前馈PD控制率;其中前馈项主要确保动态过程中绳索处于张紧状态。进一步给出了系统控制稳定性分析;并以大过载机动和单自由度俯仰振荡运动为例进行了数值仿真。分析结果表明,在大过载机动情况,瞬时正加速度超过4 g,平台位置能够迅速衰减并稳定;基于绳拉力前馈,可以避免绳索松弛,能够满足飞行员过载训练;俯仰运动也具有较好的跟踪特性。研究成果可为进一步分析工作空间、动态特性及控制稳定性等奠定基础,为绳牵引并联支撑的飞行模拟器设计提供指导与依据。

改进的语音频域盲分离算法87-91

摘要：针对语音信号频域盲分离的排序问题,研究了幅值函数和频点间距对信号相关性的影响,提出了利用短时平均幅度函数和加入频点系数的方法对算法进行改进。改进算法考虑了幅值函数的稳定性和远距离频点的不可靠性,最终实现全部频点的排序。仿真实验对两种不同情况下混合的语音信号进行分离,结果表明改进算法的有效性。

水压作用下三维裂隙组扩展过程试验研究92-98

摘要：坝基和边坡等受压岩体裂隙中往往有水压力的存在,真实岩体中不能直接观察内部裂隙的扩展过程。自行研制了一种在低温下具有良好脆性的透明类岩石材料,内部预制张开型裂隙组,通过导管与外部高压注水设备相连进行单轴压缩试验。详细阐述了单裂隙和平行双裂隙组试件在渗透水压和单向压缩条件下内部裂纹的起裂、扩展、贯通机制;研究了裂隙组倾角及间距对平行双裂隙组试件起裂应力和峰值强度的影响。试验表明：水压作用下裂纹的扩展贯通模式和无水情况下明显不同,水压的存在对花瓣型裂纹和反翼裂纹有抑制作用,对包裹式翼裂纹有促进作用;平行双裂隙组试件的起裂应力和峰值强度随裂隙倾角增大呈现先减小后增大的趋势,并且在45°左右时强度最低;裂隙间距增加,起裂应力和峰值强度增大并逐渐趋于单裂隙强度水平。试验成果对研究岩体中水压作用下受压裂隙组起裂、贯通机制具有重要的参考价值。

基于空间模型的轿车平顺性时域建模和仿真99-104

摘要：基于滤波白噪声、路面各向同性假设和一阶Pade逼近方法,建立了四轮路面激励的滤波白噪声模型。基于一定假设,建立了轿车平顺性七自由度空间力学模型,由系统振动能量和拉格朗日方程推导出相应数学模型的微分方程描述,提出了相应的平顺性仿真算法,在常用的B级路面和车速60 km/h下,对某轿车平顺性进行了时域仿真,获得了振动响应量的时间历程。研究结果表明,基于空间模型对轿车平顺性进行时域建模和仿真是可行和有效的。

基于模糊GO法的飞机备件支援系统可靠性分析105-109

摘要：GO法是一种全新概念分析技术,适合多状态,有时序的系统的安全性分析。传统GO法只能解决确定的可靠性问题,而飞机备件支援系统各环节的可靠性具有不确定性,模糊理论常用于处理模糊和不精确事件。因此将模糊理论与GO法相结合,首次提出基于模糊GO法的飞机备件支援系统可靠性分析方法。以某通用航空公司为例,在分析和总结飞机备件支援系统运行特点和流程的基础上建立其模糊GO模型。根据模糊GO法公式计算系统模糊可靠性。FTA计算结果验证表明,本文提出的模糊GO法可实现飞机备件支援系统的可靠性分析。

气冷凹腔支板引气孔面积对冷却效果的影响110-116

摘要：为了对一体化气冷凹腔支板更好地进行冷却,采用三维数值模拟方法,研究外涵引气孔面积对巡航工况下一体化凹腔支板气动热力性能的影响,得到了引气率、壁面平均冷却效果、壁面温度、一体化凹腔支板内流局部总压恢复系数随引气孔面积的变化规律。结果表明：在研究的参数范围内,引气率随着引气孔面积的增大而线性增大,最大值相对于最小值增加了55.3%;壁面平均冷却效果随着引气孔面积的增大而增大,最大值与最小值偏差337.7%;壁面最高温度随引气孔面积增大下降幅度较小,最大值与最小值偏差仅为2%;局部总压恢复系数随引气孔面积的增大而下降,下降幅度为5.1%。

科学技术与工程杂志综述

泡沫铝夹芯材料抗爆抗侵彻性能研究进展117-125

摘要：泡沫铝及其复合材料具有质量轻、比强度高、比刚度高和功能可设计性等优点,在轻质防护领域具有广泛的应用。为全面了解泡沫铝夹芯材料在爆炸与冲击侵彻载荷作用下的毁伤机理和防护性能,概述了泡沫铝及夹芯复合材料的制备方法和应用,从理论研究、实验研究和数值研究三方面介绍了泡沫铝夹芯复合材料的抗爆抗侵彻性能,重点讨论了泡沫铝自身结构、夹板材质和组合方式等因素对材料毁伤机理和防护性能的影响。结合实际应用,指出当前研究工作中存在的不足,并提出有待进一步研究的方向。