Главная – Журналы – Поиск по журналам

Представлена трехмерная математическая модель развития самопроизвольно распространяющейся трещины гидроразрыва пласта в пороупругой среде с учетом преднапряженного состояния, вызванного наличием закрепленной трещины гидроразрыва пласта (ГРП). Проведено исследование индикаторной кривой для нагнетательной скважины при самопроизвольном ГРП и дано физическое обоснование ее поведения. Выполнено моделирование нагнетательного теста со ступенчатым изменением расхода и оценено влияние таких факторов, как мощность непроницаемой покрышки и наличие преднапряженного состояния, обусловленного закрепленной трещиной ГРП, на форму индикаторной диаграммы и значение давления разрыва породы. Показано, что угол наклона индикаторной кривой за точкой инициирования трещины существенно зависит от длины и проводимости трещины ГРП, а также от пороупругих эффектов. В частности, установлено, что увеличение толщины покрышки приводит к росту давления разрыва за счет дополнительных напряжений, генерируемых повышенным поровым давлением, что не может быть учтено в двумерных моделях без дополнительных модификаций. Результаты моделирования показывают чувствительность давления разрыва к изменению пластового давления и подтверждают необходимость учета трехмерных пороупругих эффектов и преднапряженного состояния при инженерном проектировании систем заводнения

Предложена математическая модель фильтрации реального газа к вертикальной скважине в трещиновато-пористом пласте с учетом зависимости пористости и проницаемости трещин от давления. Проведен анализ зависимостей изменения давления на забое скважины и его производной от времени при различных фильтрационных параметрах пласта. Предложен метод интерпретации результатов газогидродинамических исследований вертикальных скважин, вскрывающих трещиновато-пористый пласт, с учетом зависимости проницаемости трещин от давления на основе теории решения обратных задач. Приводятся результаты тестовых расчетов

Рассматривается двумерная задача о рассеянии волн на воде полностью погруженной тонкой вертикальной пористой преградой в океане. Предполагается, что сверху жидкость ограничена свободной поверхностью, а снизу - проницаемым морским дном. С использованием интегральной теоремы Грина краевая задача сводится к гиперсингулярному интегральному уравнению второго рода, выраженному через разность потенциалов по разные стороны пластины. Для численного решения уравнения применяется метод коллокации с конечным рядом полиномов Чебышева второго рода. Коэффициенты отражения и прохождения вычисляются через интегралы, содержащие разность потенциалов. Определена энергия, рассеиваемая вследствие наличия пористой пластины. Проведен численный анализ коэффициентов, подтверждено соответствующее энергетическое тождество. Обнаружено существенное влияние двойной пористости

Представлены математическая модель сопряженного теплообмена и методика численной оценки распределения тепла в модельном электронном агрегате беспилотной авиационной системы, заполненном водородом, при внешнем обтекании воздухом. Трехмерная математическая модель для численных расчетов аэродинамики снаружи электронного агрегата и газодинамики внутри него основана на системе осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье - Стокса, замыкаемой уравнениями состояния идеального сжимаемого газа, имеющего свойства воздуха и водорода, SST-моделью турбулентности, а также начальными и граничными условиями. В математической модели для численных расчетов теплового состояния агрегата используется уравнение теплопроводности. Обе математические задачи решаются в связанной постановке, вследствие чего реализуется модель сопряженного теплообмена между воздухом снаружи и водородом внутри электронного агрегата через его твердые стенки с заданными теплофизическими характеристиками (теплоемкостью, теплопроводностью и плотностью) материалов конструкции при различных значениях температуры. Распределение рассеиваемой мощности платами модельного электронного агрегата задавалось в качестве граничных условий теплового потока на стенках тепловыделяющих элементов. Получены распределения температуры в различных сечениях конструкции

Исследована линейная устойчивость комбинации двух взаимно перпендикулярных течений в наклонном плоском слое: конвективного течения, создаваемого поперечной разностью температур, и плоского течения Пуазейля, возникающего под действием горизонтального градиента давления. Построены карты режимов устойчивости на плоскости число Рейнольдса - число Грасгофа при различных углах наклона слоя и карты режимов возмущений на плоскости угол наклона слоя - число Рейнольдса. В случае, когда температура верхней границы слоя выше температуры нижней границы, комбинированное течение может быть стабилизировано при числах Рейнольдса, превышающих число Рейнольдса, при котором теряет устойчивость плоское течение Пуазейля без термической стратификации

В случае степенной зависимости коэффициента вязкости от температуры задача о стационарном течении Пуазейля в канале с неоднородно нагретыми границами сведена к трехпараметрической краевой задаче для системы обыкновенных дифференциальных уравнений третьего порядка. В отсутствие перепада давления задача имеет решение, описывающее распределение температуры в неподвижной жидкости. Это решение существует в конечном интервале между отрицательным и положительным критическими значениями безразмерного градиента температуры на твердых границах канала. При малых значениях числа Пекле, построенного по перепаду давления, из состояния покоя возникает первая ветвь решений. Две другие ветви найдены при градиентах температуры на границе, превышающих критические. Таким образом, в области отрицательных градиентов при одинаковых значениях параметров найдены два решения, различающиеся значениями расхода и плотности теплового потока через твердые границы. При градиентах температуры границ, бóльших положительного критического значения, третья ветвь продолжает первую. Особенностью второй и третьей ветвей является то, что при числе Пекле, стремящемся к нулю, расход стремится к ненулевому значению

Предлагается новый подход к измерению локального коэффициента теплоотдачи при конденсации насыщенного водяного пара на поверхности горизонтальной трубы. Значения коэффициента теплоотдачи определены по результатам прямых измерений плотности теплового потока с применением градиентной теплометрии и температуры поверхности трубы с помощью термопар. Приведены результаты, полученные при подводе в измерительный участок насыщенного водяного пара с температурой, близкой к 100 °C, и расходом, варьируемым в диапазоне 4 ÷ 10 кг/ч; расход охлаждающей воды составил 130 кг/ч. Распределения температуры, плотности теплового потока и коэффициента теплоотдачи при конденсации построены в виде угловых диаграмм. Установлено, что в зависимости от расхода пара на поверхности может развиваться смешанная или пленочная конденсация. Предлагаемый подход обеспечивает относительную неопределенность оценки локального коэффициента теплоотдачи менее 8 %.

Приводится описание модификации метода Сивертса для измерения изотерм при абсорбции и десорбции водорода (РСТ-изотерм) для образца интерметаллического соединения AB₅-типа, имеющего состав LaNi_4,8Al_0,2. Модификация заключается в том, что измерения проводятся не за счет добавления в рабочий сосуд с образцом или отбора из него порций водорода при постоянной температуре, а за счет ступенчатого изменения температуры рабочего сосуда с постоянной концентрацией водорода. Проведено сравнение изотерм абсорбции и десорбции водорода, полученных классическим и модифицированным методами, для одного и того же образца. Показано, что модифицированный метод Сивертса является более точным по сравнению с классическим вариантом. Повышение точности достигается за счет отсутствия накопления погрешности в ходе измерений

Построена численная модель спинодального распада термически нестабильной частично смешивающейся жидкости при импульсном нагреве. Модель основана на системе дифференциальных уравнений, описывающих перенос тепла и массы. Моделирование проводится на интервалах времени до 40 мс. При нагреве цилиндрического зонда окружающая его жидкость разделяется на две несмешивающиеся фазы. За счет градиента поверхностного натяжения (эффект Марангони) капли этих жидкостей перемещаются как к зонду, так и от него, что приводит к значительному увеличению интенсивности теплообмена. Полученные зависимости мощности зонда от времени и относительное изменение коэффициента теплоотдачи хорошо согласуются с результатами экспериментов по импульсному нагреву водного раствора ППГ-425

Предложена физико-математическая модель роста наледи на осесимметричном теле, вращающемся в потоке воздуха, содержащем частицы льда с различной сферичностью, при столкновении которых с поверхностью на ней остается часть их массы. В результате численного исследования определена форма наледи с учетом ее возможного отрыва центробежной силой. Учтено влияние вязкости и турбулентности несущего газа на рассматриваемые процессы