华东阳[1]（2021）在《基于优化理论的输油管道泄漏检测技术研究》文中认为管道随着服役年限的增长,老化、腐蚀问题日益凸显,存在极大泄漏隐患;第三方破坏与打孔盗油事件的发生会严重影响油品正常输送;因此,开展输油管道泄漏检测技术研究,提高泄漏检测精度,对确保输油管道安全、稳定输送具有重大意义。本文结合反瞬态分析法思想,提出一种输油管道泄漏定位模型,为泄漏检测研究提供新思路。针对输油管道泄漏检测问题,本文开展基于优化理论的输油管道泄漏检测技术研究。首先,建立管道流体动力学模型,准确描述稳态工况下管道沿程压力、温度等参数分布特征。其次,分析输油管道发生泄漏时流动参数变化特征,结合反瞬态分析法思想,将泄漏定位问题转换为最优化问题,提出一种基于优化理论的输油管道泄漏定位模型,选用遗传算法求解模型;根据PNS软件提供的108组仿真实验数据确定压力与温度权重因子配比。管道泄漏时,泄漏定位模型计算结果为泄漏点位置;管道未泄漏时,定位模型计算结果趋于0或L（管道总长度）;基于该特点,提出一种管道泄漏工况判别方法;结合20次未降噪的室内环道（管长772m,内径36mm）实验数据（共4235组）验证该方法可行性。室内环道实验结果表明:该方法在泄漏发生3～9s后识别出泄漏工况,定位误差在1.92%～9.8%之间;数据噪声及管道参数不准确性对定位精度影响较大。针对泄漏定位精度受管道参数不准确性影响的问题,本文开展管道参数校正技术研究。首先,基于240组仿真实验数据,对比分析管长、内径、粗糙度与高程差偏差对仿真计算的影响程度,发现偏差程度相同的情况下,管长与内径不准确性对仿真计算的影响远大于粗糙度与高程差。其次,以管长与内径为研究对象,将管道参数校正问题转换为最优化问题,建立管道参数校正模型,选用遗传算法求解模型;最后,基于20次室内环道实验数据证明了参数校正模型准确性。基于上述研究成果,采用Python语言将基于优化理论的输油管道泄漏检测模型与参数校正模型程序化。该程序根据管道起、终点计量数据判别管道是否发生泄漏,当管道未发生泄漏时,校正管道参数;管道发生泄漏时,定位泄漏点。结合20次室内环道泄漏实验数据与CR输油管道（管长34.5km,内径204mm）3次降噪后的放油实验数据（共1496组）,证明程序可靠性。参数校正后,室内环道实验的泄漏定位误差为0.3%～7.5%;现场放油实验的泄漏定位误差由6.56%～8.86%降至0.64%～4.44%。
余本海[2]（2021）在《热力管道泄漏与热损若干问题研究》文中研究表明热力管道属于生命线工程,在城镇化建设中广泛应用。但由于磨损、老化、腐蚀、自然灾害以及施工等因素影响,管道运行事故频繁发生,造成能源大量浪费,同时国内外针对热力管道安全运行问题现有研究主要局限于热水管道和热油管道,较少涉及蒸汽热力管道。因此,本论文选取蒸汽热力管道为研究对象,通过对管道泄漏与保温层缺失热损问题进行研究,分别为精准定位热力管道泄漏点位置以及快速检测管道保温层失效与损伤技术的研发提供理论依据。本文研究内容如下:（1）针对热力管道泄漏问题,首先通过土工试验测定管道周围填埋土壤类型、粒径级配以及基本性质,其次基于全尺寸热力管道实验平台对蒸汽热力管道在不同压力（0.23MPa,0.28MPa）工况下开展泄漏试验,同时利用温度传感器监测管道周边土壤温度变化情况。试验结果表明:根据温降特性与温度范围可将蒸汽泄漏后管道周围土壤温度场分为高温区、温度梯度区以及土壤自然温度区。高温区位于管道泄漏点附近,温度与供热介质温度相近;温度梯度区与高温区相邻,该区域内土壤温度变化剧烈;土壤自然温度区位于温度梯度区外侧,土壤温度与周边环境相近,并趋于稳定。（2）基于CFD方法对上述管道泄漏试验进行仿真分析,模拟结果中管道泄漏点周围土壤温度场变化趋势与试验结果吻合度较高,同时由于模拟过程中采用的简化模型以及试验误差等因素,模拟结果与试验结果中土壤温度在时间分布上存在一定合理误差。通过以上分析,验证了利用数值模拟方法求解管道泄漏后周围土壤温度场分布的可行性。（3）针对埋地蒸汽热力管道实际泄漏问题,通过设置合理边界条件,利用数值模拟方法,研究泄漏朝向（正上方,侧方,正下方）以及土壤孔隙率对蒸汽泄漏后管道周围土壤温度场分布的影响。模拟结果表明:管道泄漏后土壤表面温度场将发生改变,且正上方泄漏时地表发生热反应所需时间最短;侧向和正下方泄漏时土壤热力影响区在蒸汽扩散方向上范围更大;土壤孔隙率增大使得蒸汽扩散路径更随机,热量衰减减缓,管道周边土壤热力影响区范围更大。（4）利用全尺寸热力管道实验平台,在不同压力工况下开展蒸汽热力管道保温层完好与不同长度缺失运行对照试验。试验结果表明:管道稳定运行时,蒸汽介质与管壁之间温度差、系统冷凝水生成速率以及管道水击风险系数均随保温层缺失导致热损的增大而增大;与保温层完好状态相比,保温层缺失时管道系统单位时间冷凝水变化量与热损符合一定线性拟合关系;在一定压力范围内,管道水击风险系数随压力的升高而降低。图[44]表[15]参[104]
杜思雨[3]（2020）在《城市燃气输配管道泄漏检测实验系统研发》文中认为随着我国天然气消费规模的日益增加,管道运输在五大运输方式中也占据越来越重要的位置。但是,由于输气管道使用年限过久、施工时密封圈和焊缝不严、腐蚀、第三方破坏等都会造成管道发生泄漏,燃气泄漏会使空气受到污染,甚至引发爆炸,危害城市的公共安全,造成人员伤亡。目前国内外学者对管道泄漏检测和定位技术仍在探索,找寻更优化的技术,所以建立一套可开展燃气管道泄漏检测与定位实验的系统具有十分重要的研究意义和使用价值。本文从实验角度出发,在调研国内外泄漏检测的方法、国内外实验系统搭建现状的基础上,结合流体动力学理论、信号检测方法和燃气管道类国家标准规范,研发了一套模拟城市燃气输配管道的实验系统。系统由气源模块、埋地直钢管模块、埋地直PE管模块、架空环状钢管模块、架空环状PE管模块、数据采集与控制模块组成。管道采用法兰连接,具有易拆装的特点,能根据实验要求更换管道,可以进行直管道、弯管道和变径管道等复杂运行条件下的燃气泄漏检测实验。实验管道模块选择可用阀门控制,可以满足支状管道、直管道的实验要求。实验系统设计过程中,充分考虑了系统的性能和安全,确定了实验系统的总体架构、基本组成和设备布置,详细介绍系统的工作流程和原理;依据模型相似原理和燃气设计规范,确定实验管道的设计压力、流量、温度、管壁厚度等参数,并结合水力计算、热力计算,对管道、气源系统、变送器组和阀门进行选型;分析数据采集与控制模块的组成,用GX works软件编写PLC逻辑程序控制阀门,LabVIEW虚拟仪器软件编写上位机系统,实现各个功能模块要求。依据实验系统设计,搭建城市输配燃气管道实验泄漏检测系统。对实验系统软件功能、管道强度、管道气密性、电气元件进行测试,改进测试过程发现的不足。开展基于流量法的泄漏检测实验,实验显示可以检测到泄漏发生。实验系统的功能满足了设计要求,可初步满足研究人员实验需求。图[98]表[16]参考文献[123]
马超善[4]（2020）在《2MW风力机变桨电液作动器系统设计与控制研究》文中认为当今风电市场竞争激烈,只有掌握核心技术、在风电的各项关键技术上进行突破和创新,才能牢牢把控市场,立于不败之地。变桨电液作动器系统是一种结合了传统液压变桨和电动变桨优势的技术方案。本文采用数学建模分析、仿真研究相结合的办法,对设计的2MW电液作动器系统的工作模式和控制方法进行了系统深入的研究。主要研究内容及结论如下:1.在现有电液作动器的工作原理、工作模式的基础上,设计改进了液压回路,使之满足变桨需求。利用ADAMS软件计算了桨距角和液压缸伸缩量的关系,然后通过BLADED计算2MW风力机的变桨距载荷,作为液压元件和电机选型的载荷依据。根据液压回路特点、各液压元件和电机的结构形式,设计了液压集成阀块,并进行了三维零件组装,利用装配体模型分析了电液作动器的模态。与其它几阶模态相比,3阶和4阶模态振动范围最大,并且谐响应在三阶和四阶模态频率附近共振幅度最大,所以作动器的固有频率位于50Hz-75Hz之间。2.根据2MW电液作动器系统的构成和工作原理,可以完成4种工作模式:开桨、关桨、正常变桨运行、紧急关桨。以风力机、液压系统和永磁交流伺服电机的相关理论为基础,建立了系统各主要元件的数学模型和AMEsim仿真模型。利用AMEsim多系统联合仿真的优势,搭建了液压系统、机械系统、永磁伺服电机和控制系统,通过仿真,研究了电液作动器在开桨、关桨、正常变桨运行、紧急关桨时的系统响应特性,结果表明系统可以完成正常开桨、关桨、紧急关桨任务,但是在变桨运行阶段,正弦跟随信号的波峰和波谷会出现“平头”现象,影响系统的响应性能,出现这种现象的原因主要是电机换向、补油阀切换、双向液压锁切换;随着输入信号频率的增大,PID+PID控制下系统跟随速度和幅值会显着的下降。考虑到后期电液作动器齿轮泵磨损造成的效率下降、液压油缸内泄漏及外泄漏、系统油液进气、风载荷冲击等情况,运用AMEsim批处理功能研究了泵效率下降、液压油缸内泄漏及外泄漏、系统油液进气和载荷冲击对系统响应的影响,结果表明以上的这些故障都会影响系统的响应特性,特别是液压缸的泄漏、阶跃及正弦风载荷的施加,造成系统跟随曲线的“畸形”,油缸将会出现抖动现象;油液进气量显着增大,将会造成跟随曲线波谷“平头”加重,影响系统响应性能。3.针对PID+PID控制的缺点,提出了从算法方面进行改进,从而提高系统响应特性的策略。本文控制环节主要由位置环、速度环和电流（转矩）环,其中位置环和速度环由传统的PID控制器构成,由于其固有的缺陷,提出了一种用自抗扰控制器替代位置环的PID控制器,构成自抗扰+PID控制的方案,结果表明这种控制方式较PID+PID控制,指令信号的跟随性、对载荷冲击的抵抗和修正能力及对系统元件结构参数变化（泵效率下降,造成的排量下降）的补偿力都明显优于后者。本文针对传统液压变桨和电动变桨存在的问题,将电液作动器引入到风力机变桨系统。先进行变桨载荷计算、元件选型,其次对主要元件建立了数学模型,最后借助AMEsim和MATLAB平台对系统进行仿真分析,结果表明,电液作动器系统能准确、快速的完成风力机变桨任务,并且自抗扰技术的引入可以有效解决传统PID控制的缺陷,提高系统响应性能。
王思成[5]（2020）在《风险治理导向下滨海城市综合防灾规划路径研究》文中认为我国滨海城市兼具高经济贡献度与高风险敏感度,其治理能力现代化水平的提升,有赖于对复杂且多样化“城市病”风险的源头管控。而当前滨海城市综合防灾规划偏重空间与设施的被动应灾,缺乏动态风险治理技术支撑,导致防灾能力认知不清、“平灾结合”缺失、多规衔接困难等现实矛盾,工程性综合防灾体系亟待引入精细化风险治理思路进行拓展与完善。论文在国家社会科学基金重大项目《基于智慧技术的滨海大城市安全策略与综合防灾措施研究》（13&ZD162）的支撑下,以安全风险治理为导向,探究滨海城市传统综合防灾规划体系的重构路径。全文按“发现问题--聚焦困难--寻找办法--应用反馈”的思路展开,在风险治理与防灾规划两大重要领域之间,构建耦合风险识别、评估与管控体系的综合防灾规划研究框架,将风险治理技术的应用,由规划前期分析,拓展到从编制到实施的全过程。通过理论探索、规划溯源、路径细化,辨析滨海城市安全风险机理特征,论证综合防灾规划困境及其重构路径,组建融合多元主体的风险评估系统,提出差异性防灾空间规划策略,达到摸清滨海城市安全风险底数、准确全面风险评估、提高综合防灾效率的目的。在风险治理理论探索层面。运用灾害链式效应分析方法,从物质型灾害和风险治理行为的“双视角”建立了滨海城市安全风险机理整体认知路径。由传统物质灾变能量的正向传递转为风险治理行为的反作用力研究,创建了风险治理子系统动力学模型,揭示出风险治理行为在应对物质型灾害“汇集-迸发”式的灾变能量正向传导时,具有“圈层结构”的逐级互馈特征,认为综合防灾规划的编制必须依此机理特征,形成多层级的防灾空间体系。嫁接风险管理学产品供应链的风险度量方法,构建了适用于滨海城市的灾害链式效应风险评估框架,认为综合防灾规划体系的重构,必须以全生命周期风险治理为目标,通过风险评估耦合风险治理技术与防灾空间体系,丰富了多学科交叉下的综合防灾规划理论内涵。在综合防灾规划溯源层面。论文通过纵向多灾种防灾技术演进分析,横向多部门防灾规划类比,认为现状综合防灾能力认知不清是导致滨海城市综合防灾规划困境的根源。紧扣所有防灾规划均以最低防灾基础设施投资,换来最优防灾减灾效果的本质诉求,移植经济地理空间计量模型,首次提出运用综合防灾效率评价,规范并统一综合防灾能力认知方法。通过量化防灾成本、灾害产出、风险环境间的“投入--产出”关系,得到影响我国滨海城市综合防灾效率提升的5个核心驱动变量,依此制定韧性短板补齐对策。通过对滨海城市安全风险机理与综合防灾效率的研究,得到风险治理技术与防灾空间规划的响应机制。分别从多维度风险评估系统的拓展性重构,多层级防灾空间治理的完善性重构,形成传统综合防灾规划体系融合“全过程”风险治理技术的重构路径,为当前滨海城市综合防灾规划困境提供了新的解题思路。在规划路径细化层面。突破传统综合防灾规划静态、单向的风险评估定式,细化“多维度”风险评估指标框架:通过多元主体的灾害链式效应分析,认为灾变能量在政府、公众与物质空间环境间,存在领域、时间与影响维度的衍生关系,逐项建立了集成灾害属性、政府治理、居民参与等多元主体的风险评估指标体系与评判标准,为综合防灾规划提供了理性数据支撑。改变防灾设施均等化配置或减灾措施趋同化集合的规划方式,细化“多层级”空间治理体系内容:通过多维度风险评估系统的组建,认为治理差异性是滨海城市防灾空间规划的关键点,针对不同空间层级的主导型灾害风险及其灾害链网络结构特征,分级划定风险管控与防灾规划的重点内容,最大程度地发挥防灾基建与管理投入的效用,提高综合防灾规划效率。以多元利益主体共同参与风险治理为目标,细化“全过程”综合防灾规划流程:认为耦合风险监测、评估、管控机制的综合防灾规划,必须具备风险情报搜集与分析、风险控制与防灾空间布局、风险应急处置与规划实施三个阶段。完整呈现了风险治理导向下滨海城市综合防灾规划体系的重构路径。通过天津市中心城区综合防灾规划的应用反馈,表明本文“全过程”风险治理、“多维度”风险评估、“多层级”风险管控的规划路径,有利于提升滨海城市整体韧性,可为其他城市开展安全风险治理,建设综合防灾体系提供研究范例。
陈玲[6]（2020）在《海底管道泄漏扩散数值模拟》文中研究指明目前,我国的经济发展形势向好,海底开采技术逐年提高,海底管道输送作为输送原油和天然气的主要方式发展更为迅速,已经广泛应用于各种海域海底石油和天然气的运输。海底管道经过长年累月的运行,不可避免造成自身的磨损和外部破坏。随着海底管道铺设增加,泄漏事故也屡有发生。与陆地管线相比,海洋管线泄漏对环境造成的影响有更大的范围、更久的时间。因此对海底管道泄漏扩散进行一系列的研究是非常必要的。分析海底裸露管道和海底埋地管道泄漏扩散的特点,并结合流体力学相关理论建立两个二维物理模型。借助ANSYS仿真软件,采用VOF模型、k-ε模型以及有限体积法、PISO算法对海底管道泄漏扩散进行数值模拟。主要从泄漏开始到达海面时间、水中油品污染距离、油品污染浓度以及油品扩散至海面的形态等几个方面,分析不同泄漏孔径、泄漏速度、海流速度和泄漏压力对海底管道泄漏扩散的影响。并总结出油品扩散水平/竖直位移与时间的函数关系。当发生海底管道泄漏事故时,预测油品在水体中传播轨迹和扩散范围,以及泄漏开始后到达海面时间,这将对预测不可见的海面以下水体的海洋环境造成污染和破坏程度提供依据和参考。也可以更清晰地了解海底管道油品泄漏扩散过程,在特定区域使用模型,为这个区域的溢油污染评估和应急措施提供数据计算基础。
袁野[7]（2020）在《基于流固耦合的严寒地区埋地输油管道地震响应数值分析》文中研究说明随着经济发展和社会进步,管道作为一种安全高效的输送系统得到了迅速的发展。埋地输油管线在东北等严寒地区的冻土层中,不仅受管线与流体之间的相互作用,还受到管线与土体的相互作用以及周围冻土的温度变化影响,因此考虑冻土—管—液的相互作用,开展埋地输油管道流固耦合及其地震响应的研究,对社会发展和工程建设都具有重要意义。本文根据创建的土—管—液相互作用的三维实体模型,进行热流固耦合分析,并在考虑热流固耦合作用基础上进行埋地输油管道的地震响应分析,主要工作如下:1.采用Soild Works软件建立模型,运用ANSYS Workbench有限元分析软件对埋地输油管道进行热流固耦合分析,并研究温度场对严寒地区埋地输油管道的影响,得出温度载荷对管道内力有较大影响。并通过改变管道的管径、壁厚、埋置深度和液体压力四个参数来研究对管道热流固耦合的影响。结果表明:管道在热流固耦合作用影响时,轴向应力随着壁厚的增大而减小,随着管径、液体压力的增大而增大,管道埋深对轴向应力影响不大。2.对热流固耦合的埋地输油管道进行模态分析,并与空管模态进行对比分析,得出考虑热流固耦合时管道的各阶段固有频率明显降低,固有频率平均降低9.74%,相比较而言,对管道各阶频率的振型没有太大影响。其次,对考虑热流固耦合的埋地输油管道模型进行静力分析,运用时程分析法分别从X、Y、Z三个方向输入EL-centro地震波进行仿真研究,结果表明:在地震作用下,地震波沿X方向输入时,对热流固耦合的埋地输油管道破坏影响最大。3.建立了寒区温度场作用下管道分析有限元模型,分析在地震作用下温度场对埋地输油管道的影响。随着温度的降低,地震作用下管道的最大位移和最大应力逐渐增大,因此考虑温度场对埋地输液管道的抗震设计非常重要。并研究管道的管径、壁厚和埋置深度3个参数对管道抗震性能的影响。计算结果为:管道的轴向应力随着管径和壁厚的增大而减小,随埋置深度的增加而增大。
臧日强[8]（2020）在《海底环境载荷下的地声传感器有限元分析》文中认为地震作为一种对世界各地人民的生命财产安全有着重大威胁的自然灾害,始终需要相关地震检测传感器进行实时监测其发生信息以争取更多避难时间,地震大多发生在海洋之中,布放在海底的地震传感器会受到波浪力、海流和地震波等复杂的海底环境载荷的影响,导致传感器监测不准确甚至影响工作寿命。为了准确研究地声传感器在海底环境载荷下的结构动力响应,本文选择ANSYS Workbench有限元仿真平台,运用流固耦合模块、模态分析模块和瞬态分析模块对地声传感器在受到波浪、海流和地震波等海底环境载荷的作用下,研究分析其结构响应。本文的主要工作将从以下几个方面展开:1、应用水质点造波法,通过编译相应的UDF宏程序来控制两相流模型中流体体积占水槽总体积的百分比和定义入口边界条件与位置和时间相关的速度,以此模拟出斯托克斯三阶波浪以及出口边界处多孔介质的消波,从而建立出二维数值波浪水槽。2、选择不同长度的消波区域,通过对比分析四种波面方程选取最佳消波区域长度。将数值模拟的斯托克斯三阶波浪和理论波浪分别从波面方程曲线、波浪时程曲线、不同点的周期这三个方面进行对比分析,验证了应用此种方法进行数值造波是完全可行的。3、运用计算流体力学软件FLUENT并依据斯托克斯三阶波六级波浪参数编写UDF宏程序模拟生成数值波浪水槽,建立了地声传感器置于不同水深的流场模型,将波浪和海流作用在传感器表面的压力载荷通过单向流固耦合的方法导入到固场中计算,然后进行观察分析不同水深下地声传感器整体的等效应力和总位移云图特征和变化趋势。4、通过ANSYS Workbench平台的模态分析和瞬态分析模块,采用Morison公式法计算地声传感器结构的湿模态振动特性和地震响应,同时与无水情况下该结构体的动力特性和动力响应进行对比。分析结果后发现地声传感器置于海底后,其湿模态的固有频率小于干模态的固有频率,并且地震载荷引起的结构响应比无水时要大,说明水的存在使得地声传感器在地震作用下更容易失稳,放大了外部载荷对其结构的影响作用。
薛驹[9]（2019）在《南阳混输原油管道安全运行研究》文中认为多油源掺混输送可显着提高原油管道的输量和运行效率。然而,这也带来了一系列问题,例如当新混入原油为重质、劣质原油时,可能会影响原油的流动性,同时还可能引起原油的浊点升高、固相沉积增加,带来管道堵塞的风险。南阳输油管道在混入脱蜡油后就出现固相沉积物堵塞过滤器、储罐等设备的问题。针对这一问题,本文采用实验测试、理论分析和数值模型相结合的方法,研究南阳混合原油固相沉积规律,提出了防堵与安全运行措施。主要研究内容如下:（1）以脱蜡油、双江油及二者掺混原油为对象,测试了各原油样品及掺混原油的黏度,建立了各油样的黏温曲线模型;应用气相质谱色谱仪开展了全组分测试,应用棒状薄层色谱仪开展了饱和烃、芳香烃、胶质和沥青质四组分含量测试,分析了各油品的组成分布,并基于组分实验结果,应用Whitson方法对脱蜡油、双江油进行了重馏分拆分;采用了差示扫描量热法（DSC）对脱蜡油、双江油及三种不同掺混比下的混合原油开展了热分析实验,基于实验结果计算了各油品的浊点和沉积量。（2）基于简化的微扰硬链统计流体缔合（sPC-SAFT）状态方程,建立了包含气相,液相,富蜡相和富沥青质相的原油固相沉积热力学预测模型,描述了混合原油的液固相平衡条件,预测了原油中蜡和沥青质沉积规律。在该模型中,提出了应用sPC-SAFT状态方程进行含沥青质和蜡的原油的特征化方法,结合二元系统固体的溶解度的实验数据建立了预测二元交互系数的关联式,同时采用通用似化学活度系数法（UNIQUAC）描述富蜡相的非理想性。计算了南阳混合原油在不同掺混比下的浊点和固相沉积量,浊点预测值与实测值之间的平均相对误差仅为0.12%,沉积量的平均相对误差为15.04%。（3）考虑了原油流动过程中分子扩散、剪切剥离和沉积层老化等因素,建立了原油固相沉积动力学预测模型,采用OLGA多相流仿真软件进行数值模拟。根据实际管道的运行参数对管道的热、泵站工艺参数、土壤物性参数进行调整,使水力、热力仿真结果与实际运行参数相符合。在此基础上,分析了冬季和夏季在不同掺混比下的固相沉积速率,结果表明,脱蜡油和双江油掺混比为1:1.5的混合原油在冬季的最大沉积速率为0.15mm/月,夏季为0.09mm/月,掺混比为1:1.75和掺混比为1:2的混合原油比掺混比为1:1.5的混合原油的最大沉积速率分别低19.64%和29.98%。（4）针对南阳输油管道设备固相堵塞的问题,提出了添加石脑油、添加沥青质分散剂和工艺改造三种措施,对添加石脑油和分散剂的混合原油开展了 DSC实验,添加10%石脑油和0.1%分散剂后,浊点从58.82℃分别降为58.11℃和52.45℃。考虑了投资成本、运行成本、防堵效果、工艺复杂度、环境影响这五个方面对上述工艺措施进行了综合经济比选,结果表明,对南阳输油管道而言,添加分散剂及工艺改造均是可行的。
史爽[10]（2018）在《大翻越管道油气混输波动压力特性及其控制研究》文中进行了进一步梳理管道运输具有输送费用低、通过能力大、安全系数高等固有特性,在油气输送方面占据重要地位。大翻越管道是指管道与水平面倾角大于30°的管道,与常规管道相比,其持气率、气相滑脱速度与压力波速等参数均随着流体的运移发生明显变化,加之油气相界面间相互作用、气相漂移及黏度物性差异等因素的影响,使大翻越管道油气混输的研究难度更大。大翻越管道油气混输波动压力的计算与混输流体的运移规律、混输密度、压力波速密切相关,其研究除了准确定义边界条件外混输流体的持气率、压力变化及压力波速等参数也是关键。因此深入研究油气混输过程中流体运移规律、压力波速、波动压力特性,有助于为后续管道设计及油气混输研究奠定理论基础。首先建立多相流动模型、多相压力波速模型及多相波动压力水力学体系,针对模型研制相应的计算模块,得到多相流动参数（压力、温度、持气率等）,获得管道中变化的波速,在多相流动参数及压力波速参数获取的基础上,最后开展多相波动压力求解,并借助实验手段验证模型正确性,提出相应波动压力控制手段,主要工作及研究结果如下:（1）多相运移规律研究:建立大翻越管道油气混输运移模型,分析大翻越管道油气混输过程中的气体溶解度特性、管道持气率、管道出口压力等参数对运移规律影响。（2）压力波速研究:在求解混输压力、持气率的基础上,通过对双流体模型求解过程的改进,提出了考虑虚拟质量力的两相压力波速模型,从而建立油气混输压力波速模型,并分析混输量、混输管道出口压力等参数对压力波速的影响。（3）波动压力研究:考虑管道中油气两相流的弹性、管道泊松比、管道内压力波速的变化等因素的影响,提出了油气混输波动压力模型,并借助有限差分等数学方法,建立多相波动压力模型,得到了阀门动作引发阀门本体以及沿程管道波动压力的变化规律。（4）计算软件编制:基于前面建立的油气混输运移模型、压力波速模型以及油气混输波动压力模型,研发了《大翻越管道油气混输流动规律及波动压力分析系统》软件。该软件可实现大翻越管道油气混输溶解度特性分析、混气量和油水混合比对持气率的影响分析、压力与温度等对压力波速的影响分析,以及油气混输、混气量、阀门关闭时间等因素对油气混输波动压力的影响分析。（5）实验验证:在西南石油大学三期多相流实验场,开展了油气混输波动压力的相关实验研究,揭示了阀门调节过程中油气混输流动的真实规律。研究表明,多相波动压力同油相波动压力相比,气相的混入量对波动压力影响较显着,这不仅与气相对管壁的摩阻有关,更与气体对波动压力传输过程中的能量耗散有关;在混输过程中,阀门动作产生的波动压力不可忽略,在第一个周期内,最大波动压力出现在阀门处。（6）控制方法研究:从控制波动压力的角度,提出三种控制波动压力的新方法,分别为建立限压条件下阀门动作路径模型、通过双阀门串联降低波动压力和采用设计的一种双连体装置减小波动压力。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 反瞬态分析法研究现状 |
| 1.2.2 管道模型参数校正技术研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 创新点 |
| 第二章 输油管道仿真模型求解 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 管道流动基本关系 |
| 2.2.1 连续性方程 |
| 2.2.2 动量方程 |
| 2.2.3 能量方程 |
| 2.3 摩阻系数计算 |
| 2.4 油品物性计算 |
| 2.4.1 密度 |
| 2.4.2 粘度 |
| 2.4.3 比热容 |
| 2.5 四阶龙格-库塔法流体动力学模型求解 |
| 2.6 仿真实验验证 |
| 2.6.1 PNS软件简介 |
| 2.6.2 模型参数与计算结果 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于优化理论的输油管道泄漏检测技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于优化理论的输油管道泄漏定位模型 |
| 3.2.1 供水管网反瞬态分析法简介 |
| 3.2.2 输油管道泄漏工况分析 |
| 3.2.3 泄漏定位模型建立 |
| 3.3 遗传算法求解 |
| 3.3.1 遗传算法基本概念 |
| 3.3.2 遗传算法设计与实现 |
| 3.3.3 计算流程 |
| 3.4 权重因子对比与优选 |
| 3.4.1 泄漏模型1定位结果 |
| 3.4.2 泄漏模型2定位结果 |
| 3.4.3 泄漏模型3定位结果 |
| 3.4.4 泄漏模型4定位结果 |
| 3.5 基于优化理论的输油管道泄漏报警模型 |
| 3.5.1 泄漏工况识别原理 |
| 3.5.2 泄漏报警模型修正 |
| 3.5.3 泄漏报警流程 |
| 3.6 实验验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 输油管道模型参数校正技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 仿真模型参数不准确性分析 |
| 4.3 参数敏感性分析 |
| 4.3.1 参数偏差模型1计算结果 |
| 4.3.2 参数偏差模型2计算结果 |
| 4.3.3 参数偏差模型3计算结果 |
| 4.3.4 参数灵敏度计算 |
| 4.4 参数校正模型 |
| 4.4.1 单参数校正模型 |
| 4.4.2 双参数校正模型 |
| 4.5 计算流程 |
| 4.6 实验验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 泄漏检测系统实现与测试 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 程序功能 |
| 5.3 程序设计流程 |
| 5.4 室内环道实验验证 |
| 5.5 现场验证 |
| 5.5.1 第一次放油实验 |
| 5.5.2 第二次放油实验 |
| 5.5.3 第三次放油实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 管道泄漏检测技术研究 |
| 1.2.2 管道保温技术研究 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 研究思路 |
| 1.4.1 总体思路 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 埋地管道泄漏扩散相关理论及模型分析 |
| 2.1 多孔介质 |
| 2.1.1 基本概念及分类 |
| 2.1.2 多孔介质基本参数 |
| 2.1.3 多孔介质理想模型 |
| 2.2 埋地热力管道周围土壤温度场理论分析 |
| 2.2.1 自然土壤温度场 |
| 2.2.2 热力管道周围土壤温度场 |
| 2.2.3 热力管道周围土壤温度场传热模型 |
| 2.3 埋地管道小孔泄漏模型 |
| 2.3.1 管道泄漏模型 |
| 2.3.2 管道小孔泄漏模型 |
| 2.3.3 管道小孔泄漏量计算模型 |
| 2.4 计算流体力学相关理论 |
| 2.4.1 计算流体力学(CFD)简介 |
| 2.4.2 计算流体力学求解过程 |
| 2.4.3 CFD数值解法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 埋地热力管道泄漏试验研究 |
| 3.1 试验系统 |
| 3.1.1 全尺寸热力管道实验平台 |
| 3.1.2 仪器设备的选型及布置 |
| 3.1.3 土壤性质测定 |
| 3.2 热力管道泄漏试验工况与步骤 |
| 3.2.1 热力管道泄漏试验工况 |
| 3.2.2 热力管道泄漏试验步骤 |
| 3.3 试验结果与分析 |
| 3.3.1 管道泄漏后土壤温度场分析 |
| 3.3.2 管道运行压力对土壤温度场的影响 |
| 3.4 本章小节 |
| 第四章 埋地热力管道泄漏数值模拟研究 |
| 4.1 数值模拟理论和试验模型 |
| 4.1.1 Fluent软件简介 |
| 4.1.2 试验模型的建立与假设 |
| 4.1.3 控制方程 |
| 4.1.4 仿真条件与参数 |
| 4.2 泄漏试验仿真及分析 |
| 4.2.1 管道泄漏土壤温度场分布对比分析 |
| 4.2.2 土壤温度数据对比分析 |
| 4.3 埋地热力管道实际泄漏仿真分析 |
| 4.3.1 工程实际情况 |
| 4.3.2 模型的简化 |
| 4.3.3 蒸汽正上方泄漏对土壤温度场的影响 |
| 4.3.4 泄漏朝向对土壤温度场的影响 |
| 4.3.5 土壤孔隙率对土壤温度场的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 热力管道保温层缺失试验研究 |
| 5.1 热力管道传热及水击风险分析 |
| 5.1.1 热力管道传热分析 |
| 5.1.2 热力管道水击风险分析 |
| 5.2 试验系统 |
| 5.2.1 热力管道试验平台 |
| 5.2.2 仪器设备 |
| 5.3 试验工况与实施 |
| 5.3.1 试验工况 |
| 5.3.2 试验实施 |
| 5.4 试验结果与分析 |
| 5.4.1 保温层缺失对管道运行参数影响分析 |
| 5.4.2 热损对系统冷凝水量的影响分析 |
| 5.4.3 热损对系统水击风险系数的影响分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 论文主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 注释说明清单 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.1.1研究背景 |
| 1.1.2 课题研究意义 |
| 1.2 管道泄漏检测定位方法综述 |
| 1.2.1 直接检测法 |
| 1.2.2 间接检测法 |
| 1.3 国内外泄漏检测方法研究 |
| 1.3.1 直接检测研究现状 |
| 1.3.2 间接检测研究现状 |
| 1.3.3 实验系统构建现状 |
| 1.3.4 泄漏检测技术存在的问题分析 |
| 1.4 课题研究主要内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 实验系统结构和参数设计 |
| 2.1 实验系统总体结构 |
| 2.2 实验系统基本组成 |
| 2.2.1 气源系统 |
| 2.2.2 实验管道系统 |
| 2.2.3 数据采集与控制系统 |
| 2.3 实验系统工作原理 |
| 2.4 实验系统参数设计 |
| 2.4.1 相似理论 |
| 2.4.2 系统流速设计 |
| 2.4.3 设计压力 |
| 2.4.4 管材壁厚选择及强度校验 |
| 2.4.4.1 管壁厚度计算 |
| 2.2.4.2 管道稳定性校验 |
| 2.4.5 水力计算 |
| 2.4.6 热力计算 |
| 2.5 实验仪器的选型 |
| 2.5.1 气源系统的选型 |
| 2.5.2 变送器的选型 |
| 2.5.3 阀门的选型 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 实验系统数据采集与控制 |
| 3.1 总体架构 |
| 3.2 硬件组成 |
| 3.2.1 可编程逻辑控制器(PLC) |
| 3.2.2 高速数据采集卡 |
| 3.2.3 串口服务器 |
| 3.3 PLC逻辑控制 |
| 3.3.1 PLC编程软件介绍 |
| 3.3.2 PLC逻辑控制程序实现 |
| 3.4 数据采集与控制系统软件设计 |
| 3.4.1 虚拟仪器介绍 |
| 3.4.1.1 虚拟仪器的概念与特点 |
| 3.4.1.2 虚拟仪器开发软件LabVIEW |
| 3.4.2 数据采集与控制系统程序设计 |
| 3.4.2.1 系统通讯模块和参数设置模块 |
| 3.4.2.2 数据采集与显示模块 |
| 3.4.2.3 数据保存模块 |
| 3.4.2.4 阀门控制模块 |
| 3.4.2.5 历史数据查询模块 |
| 3.4.2.6 泄漏检测模块 |
| 3.4.2.7 信号处理与泄漏定位模块 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 实验系统构建与测试 |
| 4.1 实验系统搭建 |
| 4.1.1 架空环型管道搭建 |
| 4.1.2 埋土直管道搭建 |
| 4.1.3 气源系统搭建 |
| 4.1.4 数采与控制模块硬件搭建 |
| 4.2 系统测试 |
| 4.2.1 管道强度和气密性测试 |
| 4.2.2 系统软件测试 |
| 4.2.3 基于流量法的泄漏检测 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 电液作动器系统国内外研究现状 |
| 1.2.1 电液作动器简介 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.2.3 国内研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 风力机变桨距控制理论 |
| 2.1 翼型理论 |
| 2.1.1 翼型的几何定义 |
| 2.1.2 翼型空气动力学 |
| 2.2 风力机空气动力学分析 |
| 2.2.1 致动盘的输入功率 |
| 2.2.2 致动盘的输出功率 |
| 2.2.3 风能利用系数及贝茨极限 |
| 2.3 风力机变桨载荷情况 |
| 2.3.1 气动力变桨载荷 |
| 2.3.2 重力变桨载荷 |
| 2.3.3 离心力变桨载荷 |
| 2.4 风力机变桨距控制 |
| 2.4.1 风力机变桨距原理 |
| 2.4.2 风力机变桨距控制策略 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 风力机变桨电液作动器结构设计 |
| 3.1 风力机电液作动器系统方案 |
| 3.2 变桨距机构运动学分析 |
| 3.3 变桨机构驱动力计算 |
| 3.3.1 正常风载荷下风力机变桨载荷 |
| 3.3.2 极端风载荷下风力机变桨载荷 |
| 3.4 系统选型 |
| 3.4.1 液压缸选型计算 |
| 3.4.2 液压泵和电机选型计算 |
| 3.4.3 油箱设计和应急蓄能器选型 |
| 3.4.4 选择液压阀 |
| 3.5 变桨电液作动器集成阀块设计 |
| 3.5.1 确定阀块油道孔径 |
| 3.5.2 选取阀块材料 |
| 3.5.3 计算相邻油道最小壁厚 |
| 3.5.4 阀块的油道布置及其设计要求 |
| 3.6 电液作动器模态分析 |
| 3.6.1 模态分析理论基础 |
| 3.6.2 建立电液作动器模型 |
| 3.6.3 模型网格划分 |
| 3.6.4 边界条件与约束设置 |
| 3.6.5 电液作动器模态分析 |
| 3.6.6 电液作动器谐响应分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 风力机变桨电液作动器数学建模与仿真分析 |
| 4.1 作动器液压回路的建模 |
| 4.1.1 管路压力损失 |
| 4.1.2 蓄能器数学模型 |
| 4.1.3 液压系统动力机构数学建模 |
| 4.2 电机控制及电子控制回路建模 |
| 4.2.1 永磁交流同步电机构成 |
| 4.2.2 同步电动机数学模型 |
| 4.2.3 三相电压源SVPWM逆变器技术 |
| 4.2.4 电机控制思路 |
| 4.3 机械变桨机构系统仿真模型 |
| 4.4 电液作动器系统仿真模型 |
| 4.5 非故障状态下仿真结果分析 |
| 4.6 故障状态下仿真结果分析 |
| 4.6.1 液压泵泄漏对系统的影响 |
| 4.6.2 液压缸内泄漏和外泄漏对系统的影响 |
| 4.6.3 油液含气量对系统的影响 |
| 4.6.4 风载荷冲击对系统的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 变桨电液作动器系统控制算法设计研究 |
| 5.1 控制算法概述 |
| 5.2 经典PID控制的缺陷分析 |
| 5.3 电液作动器位置自抗扰控制器 |
| 5.3.1 自抗扰控制器的特点及结构组成 |
| 5.3.2 自抗扰控制器算法设计 |
| 5.4 自抗扰控制器仿真实验 |
| 5.4.1 桨距角跟踪曲线对比 |
| 5.4.2 风载荷冲击干扰 |
| 5.4.3 系统结构参数的变化 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及问题 |
| 1.1.1 新型城镇化发展成熟期的城市病治理短板 |
| 1.1.2 滨海城市经济贡献与多灾风险的现实矛盾 |
| 1.1.3 重大改革机遇期的城市防灾减灾体系调适 |
| 1.1.4 城市安全危机演变下的风险治理应用创新 |
| 1.1.5 重大课题项目支撑与研究问题提出 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.2.1 研究目的 |
| 1.2.2 研究意义与价值 |
| 1.3 研究范围与概念界定 |
| 1.3.1 有关风险治理的核心概念界定 |
| 1.3.2 滨海城市安全风险范围界定 |
| 1.3.3 滨海城市灾害链与综合防灾规划内涵 |
| 1.3.4 论文研究的时空范围划定 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 核心研究方法 |
| 1.4.3 整体研究框架 |
| 第二章 理论基础与研究动态综述 |
| 2.1 滨海城市综合防灾规划理论体系梳理 |
| 2.1.1 风险管理与城市治理的同源关系 |
| 2.1.2 灾害学与生命线系统的共生机制 |
| 2.1.3 安全城市与韧性城市的协同适灾 |
| 2.2 风险治理与防灾减灾关联性研究综述 |
| 2.2.1 国内外风险治理研究存在防灾热点 |
| 2.2.2 国内外防灾减灾研究偏重单灾治理 |
| 2.2.3 二者耦合的安全风险评估技术纽带 |
| 2.3 风险治理导向下的综合防灾规划研究启示 |
| 2.3.1 主体多元化:从风险管理到风险治理 |
| 2.3.2 治理立体化:从减灾工程到防灾体系 |
| 2.3.3 措施精细化:从灾前评估到动态管控 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 滨海城市安全风险系统机理特征辨析 |
| 3.1 滨海城市整体灾害链式效应的互馈机理 |
| 3.1.1 物质灾害与管理危机的海洋特性 |
| 3.1.2 空间是灾害链延伸的核心载体 |
| 3.1.3 物质与管理灾害链的互馈关系 |
| 3.1.4 全生命周期风险治理的断链减灾 |
| 3.2 风险治理行为反作用的系统动力学建模 |
| 3.2.1 风险系统之模糊开放与逐级互馈 |
| 3.2.2 治理行为之因果回路与反向驱动 |
| 3.3 滨海城市安全风险评估框架的构建 |
| 3.3.1 灾害链式效应动态风险评估模式 |
| 3.3.2 灾害信息集成综合风险评估框架 |
| 3.4 滨海城市安全风险治理特征的解析 |
| 3.4.1 要素治理的“复合”与“多维”特性 |
| 3.4.2 网络治理的“长链”与“双刃”特性 |
| 3.4.3 综合治理的多元化与全过程特征 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 滨海城市综合防灾规划困境及治理响应 |
| 4.1 综合防灾规划困境识别与矛盾梳理 |
| 4.1.1 整体认知错位导致规划实施低效 |
| 4.1.2 纵向防灾能力与设防标准冲突 |
| 4.1.3 横向多种规划间难以相互衔接 |
| 4.2 综合防灾效率评价与规划困境破解 |
| 4.2.1 综合防灾效率时空演进下认知防灾能力 |
| 4.2.2 综合防灾效率导向下补齐韧性治理短板 |
| 4.3 综合防灾规划与风险治理响应机制 |
| 4.3.1 风险治理耦合空间规划的必要性 |
| 4.3.2 综合防灾规划系统响应的可行性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 耦合“全过程”风险治理的综合防灾规划路径 |
| 5.1 滨海城市传统综合防灾规划体系重构路径 |
| 5.1.1 规划内容与方法的并行重构 |
| 5.1.2 规划目标与定位的治理解构 |
| 5.2 全过程风险治理下的综合防灾规划流程设计 |
| 5.2.1 耦合事前风险分析的规划准备阶段 |
| 5.2.2 注重事中风险防控的规划编制阶段 |
| 5.2.3 兼顾事后风险救治的规划实施与更新 |
| 5.3 规划路径拓展之“多维度”风险评估系统 |
| 5.3.1 领域-时间-影响维度评估要素构成 |
| 5.3.2 灾害-政府-公众维度多元评估主体 |
| 5.3.3 是非-分级-连续维度四级评判标准 |
| 5.4 规划路径完善之“多层级”空间治理方法 |
| 5.4.1 宏观层风险治理等级与空间层次划分 |
| 5.4.2 中观层“双向度”风险防控空间格局构建 |
| 5.4.3 微观层风险模拟与防灾行动可视化 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于多元主体性的“多维度”风险评估路径 |
| 6.1 滨海城市多元治理主体的风险评估路径生成 |
| 6.2 灾害属性维度的风险评估指标细化 |
| 6.2.1 聚合城镇化影响的自然灾害指标 |
| 6.2.2 安全生产要素论的事故灾难指标 |
| 6.2.3 公共卫生标准化的应急能力指标 |
| 6.2.4 社会安全保障力的风险预警指标 |
| 6.3 政府治理维度的风险评估指标甄选 |
| 6.3.1 影响维度下的风险治理效能指标 |
| 6.3.2 政府风险治理效能评判标准细分 |
| 6.3.3 政府安全风险综合治理效能评定 |
| 6.4 公众参与维度的风险评估指标提炼 |
| 6.4.1 面向居民空间安全感的核心指标 |
| 6.4.2 融入居民调查的核心指标再精炼 |
| 6.4.3 滨海城市居民综合安全感指数评定 |
| 6.5 链接多维度评估与多层级防灾的行动计划 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 基于治理差异性的“多层级”空间防灾路径 |
| 7.1 区域风险源监控及整体韧性治理 |
| 7.1.1 区域风险分级之“一表一系统”区划 |
| 7.1.2 衔接国土空间规划的韧性治理 |
| 7.1.3 生命线系统工程的互联共享 |
| 7.2 城区可接受风险标准与防灾空间治理 |
| 7.2.1 城区防灾基准之可接受风险标准 |
| 7.2.2 “耐灾”结构导向的避难疏散体系优化 |
| 7.2.3 对标防灾空间分区的减灾措施优选 |
| 7.2.4 PADHI防灾设施选址与规划决策 |
| 7.3 社区居民安全风险防范措施可视化治理 |
| 7.3.1 社区设施适宜性之防灾生活圈 |
| 7.3.2 风险源登记导向的社区风险地图 |
| 7.3.3 对标全景可视化的防灾体验馆设计 |
| 7.4 建筑物敏感度评价及防灾细部治理 |
| 7.4.1 建筑物外部敏感度之易损性整治 |
| 7.4.2 灾时仿真模拟导向的安全疏散路径 |
| 7.4.3 对标功能差异性的内部防灾能力提升 |
| 7.5 防灾救灾联动应急管理响应方案 |
| 7.5.1 RBS/M分级的多风险动态管控响应 |
| 7.5.2 责权事权下的多部门联动救灾响应 |
| 7.6 本章小结 |
| 第八章 风险治理导向下的综合防灾规划实证 |
| 8.1 天津市中心城区既有灾害风险环境特征识别 |
| 8.1.1 海陆过渡下的八类主导自然灾害 |
| 8.1.2 双城互动下的四类主体事故灾难 |
| 8.1.3 既有风险评估偏重单向风险分级 |
| 8.1.4 兼顾治理“核心-基础”划定研究范围 |
| 8.2 针对城区主导型灾害的“多维度”风险评估 |
| 8.2.1 灾害属性具备灾源防控与分级治理条件 |
| 8.2.2 政府治理存在专项防灾与系统实现短板 |
| 8.2.3 居民安全呈现生态与避难疏散供给不足 |
| 8.3 响应风险评估结果的“多层级”防灾空间治理 |
| 8.3.1 “源-流-汇”指数导向的生态韧性规划 |
| 8.3.2 动态风险治理导向的专项防灾响应 |
| 8.3.3 避难短缺-疏散过量矛盾下的治理优化 |
| 8.3.4 “三元”耦合导向的防灾空间治理系统实现 |
| 8.4 本章小结 |
| 第九章 结论与展望 |
| 9.1 主要研究结论 |
| 9.2 论文创新点 |
| 9.3 研究不足与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录A:滨海城市安全风险治理子系统动力学模型 |
| 附录B:滨海城市自然灾害综合防灾能力与空间脆弱性指标详解 |
| 附录C:滨海城市居民综合安全感调查问卷 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外海底管道泄漏扩散研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 国外海底管道泄漏扩散研究现状 |
| 1.2.2 国内海底管道泄漏扩散研究现状 |
| 1.2.3 海底管道泄漏扩散研究发展趋势 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 拟采用的技术路线 |
| 1.5 可行性研究 |
| 2.数值模拟基础原理 |
| 2.1 流体性质分析 |
| 2.2 流体基本控制方程 |
| 2.3 数值计算方法 |
| 2.4 数值模拟方法比选 |
| 2.5 自由界面跟踪方法简介 |
| 2.5.1 自由界面跟踪方法 |
| 2.5.2 多相流模型 |
| 2.6 ANSYS软件进行模拟的合理性分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 3.海底管道泄漏扩散数值模拟 |
| 3.1 海底裸露管道泄漏扩散数值模拟 |
| 3.1.1 物理模型 |
| 3.1.2 数值模拟条件 |
| 3.1.3 结果分析 |
| 3.2 海底埋地管道泄漏扩散数值模拟 |
| 3.2.1 物理模型 |
| 3.2.2 数值模拟条件 |
| 3.2.3 结果分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4.海底管道泄漏扩散规律研究 |
| 4.1 海底裸露管道泄漏扩散规律研究 |
| 4.1.1 不同泄漏管径的影响 |
| 4.1.2 不同泄漏速度的影响 |
| 4.1.3 不同海流速度的影响 |
| 4.1.4 不同泄漏压力的影响 |
| 4.2 海底埋地管道泄漏扩散规律研究 |
| 4.2.1 不同泄漏管径的影响 |
| 4.2.2 不同泄漏速度的影响 |
| 4.2.3 不同海流速度的影响 |
| 4.2.4 不同泄漏压力的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5.结论与建议 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 建议 |
| 符号说明 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 输流管路流固耦合研究现状 |
| 1.2.1 经典水锤理论 |
| 1.2.2 流固耦合模型 |
| 1.2.3 国外研究现状 |
| 1.2.4 国内研究现状 |
| 1.3 地震作用下输流管路振动研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 研究内容 |
| 第二章 埋地输油管道的数学模型构建 |
| 2.1 土—管—液耦合场偏微分控制方程 |
| 2.1.1 温度场控制方程 |
| 2.1.2 管—液耦合控制方程 |
| 2.2 地震作用下管-液耦合控制方程 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 严寒地区埋地输油管道热流固耦合数值模拟分析 |
| 3.1 ANSYS Workbench仿真模拟软件 |
| 3.1.1 ANSYS Workbench简介 |
| 3.1.2 CFD基本理论 |
| 3.2 ANSYS Workbench热流固耦合仿真设计步骤 |
| 3.2.1 几何模型创建 |
| 3.2.2 网格划分 |
| 3.2.3 FLUENT流体部分求解 |
| 3.2.4 温度场及静力场后处理 |
| 3.3 有限元热流固耦合模拟 |
| 3.3.1 物理模型 |
| 3.3.2 网格划分 |
| 3.3.3 基于FLUENT的流体仿真 |
| 3.3.4 基于Steady-State Thermal的温度仿真 |
| 3.3.5 基于Static Structural的静力分析 |
| 3.4 温度场对埋地管道的影响 |
| 3.5 不同参数下的热流固耦合分析 |
| 3.5.1 管径对轴向应力的影响 |
| 3.5.2 壁厚对轴向应力的影响 |
| 3.5.3 埋深对轴向应力的影响 |
| 3.5.4 压力对轴向应力的影响 |
| 3.6 本章小节 |
| 第四章 严寒地区埋地输油管道地震响应分析 |
| 4.1 随机荷载分析方法 |
| 4.1.1 谱分析方法 |
| 4.1.2 弹性时程分析方法 |
| 4.2 地震波的选取 |
| 4.3 有限元模态分析 |
| 4.3.1 Workbench Model模块简介 |
| 4.3.2 空管模型建立 |
| 4.3.3 频率与振型 |
| 4.4 地震波输入方向对抗震的影响 |
| 4.4.1 EL-CENTROL地震波X向输入 |
| 4.4.2 EL-CENTROL地震波Y向输入 |
| 4.4.3 EL-CENTROL地震波Z向输入 |
| 4.5 不同地震波在不同烈度下的地震反应时程分析 |
| 4.5.1 EL-CENTROL波 |
| 4.5.2 TAFT波 |
| 4.5.3 人工波 |
| 4.6 温度场对埋地输液管道的地震响应影响 |
| 4.7 不同参数下的地震响应分析 |
| 4.7.1 管径对轴向应力的影响 |
| 4.7.2 壁厚对轴向应力的影响 |
| 4.7.3 埋深对轴向应力的影响 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介、发表文章及研究成果目录 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 课题研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 数值波浪研究现状 |
| 1.3.2 波浪、海流载荷作用下海洋结构物研究现状 |
| 1.3.3 地震波作用下海洋结构物动力响应分析研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 基本理论及研究方法 |
| 2.1 波浪理论 |
| 2.1.1 线性波浪理论 |
| 2.1.2 斯托克斯波浪理论 |
| 2.1.3 随机波浪理论 |
| 2.2 流固耦合 |
| 2.2.1 概述 |
| 2.2.2 流体控制方程 |
| 2.2.3 固体控制方程 |
| 2.2.4 流固耦合方程 |
| 2.3 Morison公式法 |
| 2.3.1 结构物与流体相互作用 |
| 2.3.2 动水附加质量计算方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 二维波浪数值模拟 |
| 3.1 数值造波方法 |
| 3.1.1 源项造波法 |
| 3.1.2 推板造波法 |
| 3.1.3 水质点速度造波法 |
| 3.2 FLUENT软件 |
| 3.2.1 FLUENT简介 |
| 3.2.2 数值模拟模型 |
| 3.2.3 FLUENT中 UDF功能简介 |
| 3.3 数值波浪水池模拟 |
| 3.3.1 数值波浪模型 |
| 3.3.2 多孔介质消波法 |
| 3.4 流场分析 |
| 3.4.1 优化消波区域长度 |
| 3.4.2 数值结果分析 |
| 3.4.3 理论波浪和数值波浪对比验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 地声传感器在波浪和海流作用下流固耦合分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 波浪参数和海流速度引入 |
| 4.3 流场分析 |
| 4.3.1 流场模型 |
| 4.3.2 FLUENT求解设置 |
| 4.3.3 流场结果分析 |
| 4.4 固场分析 |
| 4.4.1 地声传感器有限元模型 |
| 4.4.2 固场结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 地声传感器-水耦合地震响应分析 |
| 5.1 地声传感器振动特性分析 |
| 5.1.1 有限元模态分析 |
| 5.1.2 基于Morison公式法的湿模态分析 |
| 5.1.3 结果分析 |
| 5.2 地声传感器地震响应分析 |
| 5.2.1 有限元瞬态分析 |
| 5.2.2 地震波的确定 |
| 5.2.3 地震响应结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 混合原油物性研究 |
| 1.2.2 原油固相析出热力学模型 |
| 1.2.3 原油固相沉积动力学预测模型 |
| 1.2.4 原油液固两相流数值模拟研究 |
| 1.3 研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 研究的主要内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 南阳混合原油固相沉积状况与实验研究 |
| 2.1 南阳混合原油固相沉积状况 |
| 2.1.1 管道设计参数 |
| 2.1.2 沉积物堵塞情况 |
| 2.2 南阳混合原油黏度实验 |
| 2.2.1 原油黏温曲线测试 |
| 2.2.2 混合原油黏温曲线拟合模型 |
| 2.3 南阳混合原油组分分析 |
| 2.3.1 原油气相质谱-色谱实验 |
| 2.3.2 原油棒状薄层色谱实验 |
| 2.3.3 重馏分拆分 |
| 2.4 南阳混合原油固相沉积实验 |
| 2.4.1 差示扫描量热法原理 |
| 2.4.2 原油固相沉积量计算方法 |
| 2.4.3 混合原油固相沉积实验结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 南阳原油固相沉积热力学预测模型研究 |
| 3.1 原油四相平衡模型 |
| 3.1.1 四相平衡模型的建立 |
| 3.1.2 富蜡相的非理想性 |
| 3.1.3 相平衡模型计算方法 |
| 3.2 sPC-SAFT状态方程 |
| 3.2.1 sPC-SAFT状态方程理论基础 |
| 3.2.2 sPC-SAFT状态方程计算方法 |
| 3.3 原油特征化方法 |
| 3.3.1 sPC-SAFT状态方程参数预测 |
| 3.3.2 二元交互系数预测 |
| 3.4 混合原油固相沉积计算结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 南阳原油管输固相沉积动力学预测模型 |
| 4.1 管道固相沉积过程作用机理 |
| 4.2 输油管道仿真模型的建立 |
| 4.2.1 拓展的双流体模型 |
| 4.2.2 固相沉积模型 |
| 4.2.3 节点划分和边界条件设置 |
| 4.3 南阳输油管道仿真模型的验证 |
| 4.4 南阳输油管道固相沉积规律 |
| 4.4.1 管道水力热力仿真结果 |
| 4.4.2 管道冬、夏季固相沉积情况 |
| 4.4.3 不同掺混比管道固相沉积情况 |
| 4.5 冬、夏季的最低输量 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 输油管道防堵与安全运行措施 |
| 5.1 添加石脑油 |
| 5.2 添加沥青质分散剂 |
| 5.2.1 分散剂对沥青质的溶解机理 |
| 5.2.2 分散剂溶解能力研究 |
| 5.3 工艺改造 |
| 5.4 防堵方案的技术经济比选 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与建议 |
| 6.1 本文研究的主要结论 |
| 6.2 对今后研究工作的建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 原油样品气相质谱-色谱仪组分分析结果 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究的目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 多相流研究 |
| 1.3.2 倾斜管流动特性研究 |
| 1.3.3 压力波速研究 |
| 1.3.4 波动压力研究 |
| 1.3.5 波动压力控制研究 |
| 1.4 主要研究内容及关键技术 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术关键 |
| 1.5 研究技术路线 |
| 1.6 论文结构及逻辑关系 |
| 1.7 创新点 |
| 第2章 大翻越管道油气混输水力学模型 |
| 2.1 大翻越管道特点 |
| 2.2 混输运移模型建立及求解 |
| 2.2.1 混输运移模型 |
| 2.2.2 混输流型转换及辅助模型 |
| 2.2.3 混输运移模型求解 |
| 2.3 混输压力波速与响应模型建立及求解 |
| 2.3.1 双流体压力波速模型 |
| 2.3.2 考虑虚拟质量力的新压力波速模型 |
| 2.3.3 混输压力波速及响应模型求解 |
| 2.4 混输波动压力模型建立及求解 |
| 2.4.1 混输波动压力模型 |
| 2.4.2 混输波动压力模型求解 |
| 2.5 串联阀门波动压力模型建立 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 大翻越管道波动压力分析系统开发 |
| 3.1 系统开发平台与数据库 |
| 3.1.1 开放平台 |
| 3.1.2 数据库 |
| 3.2 系统功能与程序设计思路 |
| 3.2.1 功能模块 |
| 3.2.2 程序设计思路 |
| 3.3 系统逻辑架构设计 |
| 3.3.1 逻辑架构设计 |
| 3.3.2 系统非功能性需求分析 |
| 3.3.3 数据库交互层设计 |
| 3.3.4 系统物理架构设计 |
| 3.4 软件主界面介绍 |
| 3.4.1 登录界面 |
| 3.4.2 软件主界面 |
| 3.4.3 混输流动规律分析界面 |
| 3.4.4 混输压力波速分析界面 |
| 3.4.5 混输波动压力分析界面 |
| 3.4.6 阀门受波动压力分析界面 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 大翻越管道油气混输流动特性分析 |
| 4.1 大翻越管道实例 |
| 4.2 倾角对持气率影响 |
| 4.3 出口压力对管道持气率影响 |
| 4.4 气体溶解度对持气率影响 |
| 4.5 混输量对管道压力降影响 |
| 4.6 倾角对流体运移速度影响 |
| 4.7 小结 |
| 第5章 大翻越管道油气混输压力波速特性分析 |
| 5.1 压力波速模型回顾 |
| 5.2 双流体模型压力波速分析 |
| 5.2.1 泡状流及弹状流持气率对压力波速的影响 |
| 5.2.2 虚拟质量力对压力波速的影响 |
| 5.2.3 扰动频率对压力波速的影响 |
| 5.2.4 运行压力及温度对压力波速的影响 |
| 5.3 改进的压力波速模型应用 |
| 5.4 翻越管道压力波速影响因素分析 |
| 5.4.1 管道倾斜角度对压力波速影响 |
| 5.4.2 出口压力对压力波速影响 |
| 5.4.3 持气率对压力波速的影响 |
| 5.4.4 混输量对压力波速及压力响应时间影响 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 大翻越管道油气混输波动压力特性分析 |
| 6.1 波动压力模型分析 |
| 6.2 阀门特性参数分析 |
| 6.3 管道受波动压力影响分析 |
| 6.3.1 单相/油气混输对波动压力的影响 |
| 6.3.2 混输量对波动压力的影响 |
| 6.3.3 油相流量对波动压力的影响 |
| 6.3.4 管道长度对波动压力的影响 |
| 6.3.5 阀门关闭时间对波动压力的影响 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 大翻越管道波动压力实验及控制 |
| 7.1 波动压力模拟实验 |
| 7.1.1 实验平台与方法 |
| 7.1.2 误差分析 |
| 7.1.3 结果分析 |
| 7.2 混输波动压力控制 |
| 7.2.1 关阀控制 |
| 7.2.2 串联阀门控制 |
| 7.2.3 双连体装置控制 |
| 7.3 小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 对未来工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
| 附录一: 大翻越管道油气混输水力学模型计算数据表 |
| 附录二: 《大翻越管道油气混输流动规律及波动压力分析系统》程序代码 |
| 附录2.1 多相压力波速部分代码 |
| 附录2.2 多相波动压力部分代码 |
