一、倾斜下降管内气-液两相流流型PSD特征（论文文献综述）
张赫铭[1]（2021）在《水平及下倾自压输水管道两相流流动试验及数值模拟研究》文中进行了进一步梳理农用输水管道作为高效输配水体系中的重要组成部分,由于管道均埋于地下,存在抢修较为困难等问题。对于整个自压灌溉系统,虽然不存在水泵运作时带入管道中的空气:如快速停泵引起的真空进气、叶轮区的负压气体释放等,但仍存在其他种空气的进入形式:如溶解在水中气体的析出、管道负压时由于密闭性不好从管道连接处进入管道的气体等。当气体存在且没有及时排出时,会导致管道内气、液流动形态的变化,轻者会减缓输水速度、引起管道震动、增加水阻等;重则会造成管道爆裂,并使供水中断。对自压输水过程中管道内气、液两相运动的研究,可有效减少管道爆管,漏水等事故的发生。本文采用室内管道试验与数值模拟相互结合的方法,结合前人的两相流理论,对工程常见的水平及15°下倾管道中气液两相流动过程进行了研究:（1）搭建水平及15°下倾管道试验平台,构成完整的自压回水系统,调节气量和液量在一定范围内进行变化,通过拍照和传感器采集设备进行两相流动情况图及管道内压力数据的获取,最终得到了40mm、60mm管径管道系统试验段典型的流型图像及压力波动曲线。得出结论为:水平条件下,随着液量的减小,获取到的典型流型依次为泡状流、塞状流及分层流;随着气量的增加,泡状流流型下气泡的数量增加且垂直分布也会更加均匀,塞状流流型下气塞长度增加,由周期性的短气塞变成长气塞;气、液量的增加均会加剧管道内压力波动。倾斜条件下,随着液量的减小,获取到典型流型依次为泡状流、间歇状流及分层流;随着气量的增加,由于气相聚集影响下游液相流速,仍会发生流型的转变;压力波动随液量的增加呈现先增大后减小的趋势,随气量的增大而增大。（2）为进一步得到管径对流型转化关系的影响,建立水平及15°下倾管道的三维数值模型,并导入Fluent中进行两相流流动的模拟过程。保持气相折算速度不变,水平情况完成液相折算速度为5m/s、4m/s、3m/s,管径为160mm、120mm、80mm、60mm、40mm,十五种工况下的模拟过程;下倾管道完成液相折算速度为3m/s、2m/s、1.5m/s、1m/s、0.5m/s,管径为120mm、60mm、40mm,十五种工况下的模拟过程。并进行压力及流速数据获取。得出结论为:水平条件下,随着管道尺寸的增加,气泡流-塞状流过渡的起始点移向更高的液相折算速度;随着管径的减小,压力峰值及最大压差呈现先减小后略微增加的趋势,60mm管径压力波动最小;最大速度的位置保持不变,为管道中心处,在管道上部的高密度气泡区内,平均液体速度向管道上部壁面急剧下降。下倾管道中,随着管径的增大,间歇流-分层流的转化边界向更大的液相折算速度方向偏移,泡状流-间歇流的转化边界趋向更小的液相折算速度方向,间歇状流的区域逐渐减小;压力波动随管径改变影响不大;层状流对管道截面平均流速的影响明显大于泡状流的影响,此时管道最大流速位置向下偏移。以上研究进一步完善了水平及15°下倾管道不同管径条件下的气液两相流流动过程及流型转化边界,对实际输水工程的正常运行有一定的参考价值。
张人之[2]（2020）在《海底管线气水两相流流动特性仿真与实验研究》文中进行了进一步梳理由于人类对能源的需求日益增长,化石能源依然作为最主要的能源形式被人类大量开采使用,而陆地上的化石能源已不足以满足人类的需求,海底能源的开采越来越受到重视,石油和天然气是重点的开采对象。海底油田的结构复杂,生产条件更为严苛,所以水下安全生产是重中之重。一般来说,海底油田的结构分为含水层、天然气盖、和含油层,本身以多相的形式存在于海底油田中。由于油田本身温度高,海底的温度低,而从海底到海面的输油过程中,海水的温度是逐渐升高的,所以温度变化比较剧烈。在这种环境下,管内相变的发生不可避免,这就对多相流流动保障发起了很大的挑战。由于两相流的流型会对管路中的流场产生影响,流场中速度、压力等参数的变化会对导致流动安全等问题产生,对流型的预测及其带来的影响是本文主要的研究方向。本文采用实验与仿真相结合的方法,利用大连海事大学多相流实验室,以空气和水模拟管道中的流动介质,对不同含水率下管内的流型进行研究。再使用CFD软件通过计算机数值模拟,对两相流动进行仿真。实验内容为在保持空气体积流量不变的情况下,增加水体积流量改变含水率,观察不同含水率直观流型的变化,监测不同流型下各相流动参数并对速度场以及影响流型变化的因素进行分析。仿真部分本文利用FLUENT,以各相实验参数作为仿真输入量进行数值计算得出计算结果与实验得出的结论进行对比。研究发现在完全湍流的情况下,流体总流量和含水率的变化会对流型产生比较大的影响且实验结果与仿真结果接近相符度较高。最终得出以下结论:（1）当含水率较低时管内流型为分层流动,气相和水相有明显的分界面,且分界面为波浪状。随着含水率的提高,管内出现了间歇性的,长度较短的液塞。随着水体积分数的逐渐增多,液塞的长度会随之增加,形成典型段塞流。当含水率继续上升,流型从段塞流逐渐过渡到分散气泡流,各个流型的速度场也随流型的变化发生改变。（2）当气水存在明显分界面时,两相实际流速不同空气实际流速要高于水的实际流速,产生滑移比,同时发现含水率越高,气水滑移比越低。（3）不同流型沿流道的速度波动情况不同,其中段塞流造成的速度波动较为剧烈。当流型为波状分层流与气泡流时,管内的速度变化较为平稳波动较小。本文对流型变化的研究对流型控制和识别提出了建议,并且为实验室后期建设以及相关研究提供了实验案例和理论基础。
李凯[3]（2020）在《地形起伏湿气管道持液率与压降计算模型研究》文中提出湿气管流的研究近几年成为陆上和海上天然气集输过程中较为常见的研究课题,由于石油勘探开发往往处在偏远地区且地形复杂的地方,所以要研究湿气管流就必须结合地形情况,从现场实际工况出发进行研究。本文将针对复杂地形条件下,根据多相流软件及几种经典组合模型,对湿气流动过程中流动型态、截面含液率及压降等的预测模型进行建立或者优选。在起伏地形条件下,湿气管路往往会在管路低洼处形成积液,而积液的累积会影响管路输送效率,严重时会导致管路堵塞无法正常运行。积液的形成又与管路的流型、截面含液率和压降密不可分。本文将根据影响湿气管路流动型态、截面含液率以及压降的主要影响因素出发,分析各因素对这三者的影响规律,从而展开对流动型态、截面含液率和压降的进一步研究。本文首先对气液两相管流中可能出现的流型进行分析,分别对每种流型在水平、上倾、垂直和下倾管中形成机理进行分析,并且结合现有经典的管路流动型态预测模型进行组合,得到适合湿气管流的流动型态预测组合模型。针对湿气管路的截面含液率,首先利用多相流软件OLGA进行截面含液率影响因素分析,再结合算法用已有数据分别对上倾、水平和下倾管建立截面含液率预测模型,并使用预测模型与已有进行评价,结果显示预测模型精度较高,具有一定的现场应用价值。对于压降,本文根据收集到复杂地形条件下湿气管路的历史数据,将现有的九种气液两相流组合模型和多相流软件OLGA结合历史数据分别进行压降计算并进行误差分析,结果显示相比于其他几种组合模型,EF模型展现出良好预测性能,而OLGA的计算误差偏大且在20%左右,可以得出EF在起伏湿气管路的压降计算中应用价值较高。
张立胜[4]（2020）在《气液两相管流的实验研究及瞬态数值计算》文中研究表明一维稳态和瞬态气液两相管流广泛出现在石油工程、化学、核电等领域。在石油工程中,气液两相处理设备的设计、管道尺寸的选择等均需要深入研究两相流特性,包括流型、持液率和压力梯度以及压力波和持液率波的波动特性,本文将对这些问题进行探讨,旨在提高对两相流的预测精度。本文对气液两相管流进行了以下几个方面的研究:（1）在大型两相流实验台上进行了8个管倾角共355组空气-水两相稳态实验,测试管段为长8m、内径40mm透明的有机玻璃管。气相表观速度变化范围为0.33～36.0m/s,液相表观速度变化范围为0.02～3.76m/s。借助高速摄影系统捕捉管道中气液两相的动态变化图像。采用压力、压差传感器测量了不同流动状态时压力脉动、平均压力梯度。手动测量管段平均持液率。综合运用高速摄影机和压力信号确定不同管倾角时的两相流流型。观察到了两相流中典型的流型:分层流（分层光滑流和分层流波状流）、段塞流、泡状流、环状流。（2）利用观测得到的流型对Barnea统一流型预测模型进行验证,结果表明:在流动范围内,Barnea模型可很好的对不同管倾角两相流动进行流型预测,除了分层流-环状流或段塞流-环状流过渡边界。采用持液率和平均压力梯度实验数据对4种两相管流稳态预测模型（Beggs-Brill、Mukherjee、Gomez和Kaya）进行了验证,结果发现:4种模型均高估了平均持液率;平均压力梯度预测结果受管道倾角的影响,当管倾角小于20°时,Gomez模型预测值偏大,且存在离散数据点;倾角较大时4种模型预测值均偏小。（3）采用VOF方法对水平、倾斜和竖直管进行了了3D瞬态两相流模拟,获得不同流动条件下的管道中流型、多个管截面处的持液率脉动和压力脉动。通过对比高速摄影图片和管横截面含气率云图,可以发现:采用VOF法可有效的判别空气-水两相流的流型,同时提供了更多的流动细节。在此基础上,探讨了管倾角、气量、液相粘度对流型、压力和持液率脉动以及持液率的概率密度曲线的影响。（4）探讨了一维漂移通量模型的数学性质,并采用混合激波捕捉格式-AUSM类格式进行离散。将离散化的一维漂移通量模型用于模拟入口流量缓慢变化、出口压力保持不变的气液两相管流。AUSM类格式（AUSMD、AUSMV、AUSMDV）计算所得结果基本一致。研究了漂移速度关系式对慢速瞬变流的影响,通过数值计算可以发现:3种漂移速度关系式（Bendiksen、Joseph和Morrias）仅对持液率、压力曲线的幅值有影响,而曲线形状几乎不变,且彼此平行。采用MUSCL法和Runge-Kutta法将时间、空间一阶精度的AUSM类数值格式拓展至二阶精度,对比分析发现,高阶精度格式对压力波的捕捉效果明显好于低阶精度格式,对含气率波的捕捉效果提升不明显。空间精度为二阶时,提高时间精度并未带来明显的性能提升。（5）对一维7方程双流体模型进行了数学分析,与漂移通量模型数学性质不同,双流体模型在所有的流动范围内保持双曲型特性,因此可采用具有激波捕捉能力的Godunov格式对其进行离散。采用双流体模型对入口流量随时间慢速变化和阀门快速关闭两种情况的两相管流进行模拟,模拟结果与实验结果进行对比,发现一维7方程双流体模型可很好的捕捉慢速瞬变和快速瞬变两种情况时的压力波、含气率波的传播特性。
叶畹永[5]（2019）在《井口注入气液两相向下管流多功能实验装置的改建》文中提出缝洞型碳酸盐岩油藏储量丰富,具有广阔的开采前景。为了提高油藏储集体高部剩余油采收率,以气水混注的方式驱油,使得波及面积增大,达到提高采收率的目的。气水混注井筒中两相流动复杂,对各井段流型认识不清,井下流型和压力等参数预测不准,为施工优化设计带来较大的困难。目前两相流研究主要是针对油气井生产过程中,气液两相举升状态的上升管流,气水混注过程中气液两相向下管流的相关理论与实验研究较少,缺乏功能相对完备的模拟气液两相向下管流的实验装置。为此本文在实验室气液两相流研究的基础上,针对气液两相向下管流,改造搭建出一套功能相对完备的气液两相向下管流模拟实验装置,制定实验方案并开展相关实验,主要开展了如下工作:（1）整理了现场气水混注井的生产施工参数、井身结构等数据,结合气液两相流研究中主要参数（气液流速、表面张力和密度等）,利用Duns&Ros无因次速度准数作为相似准数和几何相似的方法,确定了实验各参数范围,为后续仪器仪表的优选和实验方案的设计提供了依据。（2）对实验装置功能开发需求进行分析,根据各参数的特性和实验需求,针对气液两相向下管流研究的主要参数,经调研优选出了各实验参数的测量方法以及最优的测量仪器仪表。（3）在实验是原有两相流研究的基础上,搭建了垂直段（4m）、倾斜段（3m）、水平段（4m）的气液两相向下管流实验装置,利用高速摄像仪拍摄各管段特征流型及其变化规律,使用快关阀门法测量各管段持液率,利用无纸记录仪实时采集并记录压力、流量等实验参数。同时制定出了适用于该实验装置的实验安全操作规程和各仪器仪表的维护及检修方法。（4）根据实际施工情况和相似转换后的各参数范围,设计出合理的实验方案,以空气和水为实验介质,开展了 4种倾斜角、不同气液流量下共280组实验,通过气液两相向下管流模拟实验中观察到的特征流型现象,对比分析了流型变化主要因素（倾斜角、气液流量）对特征流型的影响,为后续理论研究提供了实验依据。本文对气液两相向下管流实验装置搭建的研究,可以为后续的理论研究提供数据支持,其设计思路和方案对类似的实验装置搭建有一定的借鉴作用。
赵晓乐[6]（2018）在《天然气集输管道水力计算模型与模拟研究》文中研究说明在天然气凝析液集输管道中,普遍存在气液两相流动,集输过程中,起伏的地形条件也使气液流动变得非常复杂。由于液相存在,可能在管道低洼处产生液体积聚,甚至堵塞气体的流动,给气田生产带来不利影响。有效预测天然气凝析液管线中的积液情况,才能为积液清除工作提出指导。而气液两相流水力学计算是研究积液问题的核心课题,计算的水力学参数主要是持液率和压降。本文以探究适用于天然气凝析液集输管道的气液两相流稳态模型为目的,主要进行了以下工作:研究稳态机理模型:选用S-T-B流型判别准则进行流型判别,以双流体模型方程为基础,选择气相和液相连续性方程、气相和液相动量方程进行建模。针对分层流、环状流、分散流和段塞流流型特点,分别建立几何结构方程和剪切应力计算方程,剪切应力计算式中涉及到的范宁水力摩阻系数,选用适用性较好的经验关系式进行计算。研究稳态经验模型:选用S-T-B流型判别准则进行流型判别,在水平管、上倾管和下倾管等不同类型的管路中,分别根据流型选用适用模型计算持液率和压降。选用的模型为研究学者结合流动机理,根据实验数据拟合或者总结的经验关系式。提出模型方程计算方法:机理模型方程是非线性常微分方程组,提出四阶龙格库塔方法进行迭代求解,数值算法高效收敛。经验模型中求解持液率的方程属于高度复杂非线性方程,选用二分法进行求解,计算稳定收敛,并且能够使持液率数值控制在合理范围内。二分法求解持液率一般存在重根,选取最小根作为求解结果。提出程序编制方法:编写稳态水力计算程序,程序分为输入、模拟计算和输出三部分,包括初始参数的赋值、网格划分、流型判别、机理模型计算、组合经验模型计算、管段参数传递和结果输出7个模块。利用实验数据进行模型验证和改进:选取帝国理工大学和塔尔萨大学等实验平台上的实验数据对流型判别准则、分层流、环状流和段塞流等计算模型进行验证,发现了模型计算的不足之处。通过对流型判别式中的临界参数进行改进,对分层流模型根据表观气速范围进行模型选择,对环状流机理模型和经验模型进行优选,对段塞流流动参数计算式进行改进等研究得到优化模型。利用实际管线运行数据对优化模型进行验证:选取实际连续起伏的天然气凝析液管线流动工况进行优化模型的验证和评价。利用实际压降数据对优化模型计算得到的压降和多相流软件计算得到的压降进行比较,分析发现,在一定范围内,优化模型和软件能较准确模拟实际的流动情况。利用优化模型进行起伏管路积液特性研究:建立简化的单起伏管路,并利用优化模型进行模拟计算,探究管径、气液比、气体流量和管道倾角等参数对管线内积液量和压降的影响。
朱炎[7]（2018）在《基于气液两相流的输水管道稳态振动及瞬变过程研究》文中研究说明输水工程是城市的生命线工程,输水管道安全运行直接影响到居民与企业的正常用水,保障输水管道安全对维护社会稳定及促进经济发展来讲意义重大。由于泵等机械设备卷入空气、水中溶解空气的释放以及气阀排气不畅等原因,输水管道中实际上是气液两相共同流动的状态。输水管道的安全隐患在稳态流动下主要表现为气液两相流引起的管道振动,在瞬态过程中主要体现于瞬变流升压有可能造成爆管,因此,本文主要针对气液两相流作用下输水管道稳态振动特性以及瞬态过程中的气液两相瞬变流进行研究,并基于气液两相流型分类对管道含气状态识别进行研究,为今后排气阀的维护提供指导。本文共选取144组气水工况对不同布置形式下输水管道中的气液两相流型进行研究,并通过对气泡运动进行受力分析得知,水平管中管道压力越高,气泡运动速度越快;水温升高会使气泡平均直径变大及运动速度变慢。气液两相流作用下水平管的振动强度一般会随着水流速度增大而加剧,但其受含气率的影响更大,气体存在会使水平管振动频峰往低频方向偏移,且会导致低频峰处的振动加强。管道轴向振动加速度的幅值随着含气率的增加而增大,在弯头处表现的更为剧烈。蝶阀造成的管道振动在低含气率下与球阀相当,而在高含气率下,蝶阀造成的管道振动明显更加剧烈。通过对简支管道系统固有频率分析发现,系统固有频率随着管径增加而增大,弹性模量大的管材能提高管道系统固有频率,而材料密度增大会降低固有频率。通过对埋地管道振动数值模拟发现,当管道约束一致、内壁加载相同且管道规格相同时,管材弹性模量越大,管道振动越小;同种管材的管道,管径越大,管道振动越小。在正常输水管道的埋深范围内,埋深增加并不能减小管道振动。当管道底部形成弱约束环境时,管道振动会导致管底位移变大并影响到底部土壤,从而削弱了管顶振动,使得管顶位移变小。本文在装置试验的基础上,基于离散蒸汽空腔模型（DVCM）和离散气体空腔模型（DGCM）建立了两个将非稳态摩阻和管材黏弹性考虑在内一维气液两相瞬变流模型。通过实验数据和模拟结果发现,DVCM能够准确模拟低含气率下的气液两相瞬变流,而DGCM更适合对可能发生气液两相瞬变流的管线进行安全设计。基于DVCM数值模拟的结果表明,气体存在会导致黏弹性效应（VE）对瞬变流压力的衰减作用大为削弱,非稳态摩阻（UF）和VE对瞬变流压力衰减作用的相对重要性会随着含气率增大而呈现变大趋势。在黏弹性输水管道中,含气率（?）对瞬变流频率的影响比黏弹性效应大得多,因此,在黏弹性管道中应用瞬变流模型时,建议当?（27）1%时,不仅要对波速和稳态摩阻进行校核,还要对黏弹性参数进行校核;当1%???2.37%时,只需对波速和稳态摩阻进行校核。通过对下降管压力信号时频特征分析得知,下降管中泡状流的压力波动比较平稳,随着含气率的增大,压力信号的波动也越来越剧烈,总体上不同流型压力信号的波动幅度按从大到小排列分别为:层状流、回流流、段塞流、泡状流。不同流型压力信号在频域的分布主要集中在10 Hz以内,泡状流压力信号在频域内没有明显的主频,而段塞流、回流流和层状流压力信号在频域的主频（接近0 Hz）则是逐渐明显。本文基于压力信号构造了两个支持向量机（SVM-1和SVM-2）来识别下降管中的含气状态,SVM-1用于将泡状流从其他三种流型中分离出来,SVM-2则是用于将段塞流与回流流、层状流分离出来。数值实验结果表明,功率谱密度（PSD）特征最适合SVM-1,而短时过零率（SZR）特征最适合SVM-2。压力信号预处理采用简单平滑滤波方式比小波滤波效果更好,且压力信号采样率越高识别精度越高。通过实验数据验证,当采样率为1 k Hz,采样时间为8 s时,SVM-1和SVM-2都达到了最佳识别精度,分别为94.3%和93.9%。
陈星杙[8]（2017）在《气液混输管道持液率计算及清管过程数值模拟研究》文中认为清管是提高管道输送效率,保障管道安全运行的重要手段。陆上起伏天然气输送管道由于其沿线地形参数复杂,造成管内液相在低洼处聚集,增加了清管作业的难度;而海底气液混输管道则由于本身入口液相流量较高,且存在立管结构,造成清管器在管内运行时,清管器运行参数及管内流体的流动参数均出现较大幅度的波动。因此,通过数值模拟的方法对陆上起伏天然气输送管道、海底气液混输管道的瞬态清管过程进行研究,掌握清管过程中相关参数的变化行为,将有助于提高管道清管效率,同时为高效安全地进行现场清管作业提供指导。针对上述问题,本文基于ACE算法、流体力学、传热传质学以及数值求解方法等基础原理,采用实验、理论与数值模拟相结合的方法,建立了气液两相流流型判别模型、持液率计算模型和压降计算模型,同时,建立了分别适用于陆上起伏天然气输送管道与海底气液混输管道的瞬态清管模型,并以此为基础,对清管过程中的清管器运行参数、管内流体流动参数的变化行为展开研究。具体内容及取得的主要研究成果如下:（1）基于已发表的气液两相流流型,将基础流型划分为分层流、泡状流、段塞流与环状流四类,并结合流型实验数据,采用编程计算的方法对已有的流型判别模型进行对比评价,根据评价结果,建立了适用于不同倾角条件下管内两相流流型判别组合模型。（2）基于ACE算法理论和持液率实验数据,建立了综合考虑管径、倾角、气相折算速度、液相折算速度、压力、温度以及粘度等因素的两相流持液率计算模型,通过对比验证得出:本文建立的持液率计算模型其计算结果精度较高;同时,采用Spearman相关系数对持液率的各个影响因素进行了综合排序;最后,通过引入新建的持液率计算模型改进了原Beggs-Brill压降模型,并对模型进行了验证,结果表明:改进后的Beggs-Brill压降模型计算结果准确度更高。（3）针对水平管道、倾斜管道以及垂直管道中清管器的运行特性以及清管器运行参数的影响因素进行了分析,建立了考虑清管器自身重力影响的清管器运动模型,研究了清管器在管道不同倾角条件下的受力情况,并对模型中的各个基础受力进行了详细的分析与计算,为气液混输管道清管过程的瞬态数值模拟提供基础。（4）针对起伏管道的清管过程,建立了考虑热力学参数的瞬态清管模型。根据管内流体及清管器在清管过程中的分布情况,将管道重新划分为四个区域,即:上游两相流区、清管器、液塞区与下游两相流区,并对各个流动区域分别建立了对应的瞬态数学模型。其中,对于液塞区,考虑到液塞体流型会随管道倾角发生改变,建立了上倾管道与水平/下倾管道的液塞区瞬态流动模型;对于两相流区,则考虑了清管过程中热力参数的变化行为,基于质量守恒原理、动量守恒原理以及能量守恒原理的双流体模型建立了两相流瞬态流动模型,同时建立了热力学平衡与非平衡状态下的气液相间的质量、动量以及能量传递数学模型。（5）研究了两相流瞬态流动模型的数值求解方法,以及清管器、液塞区与上、下游两相流间的耦合算法,利用Matlab软件编制了瞬态清管模拟程序,并以此为基础,对比分析了不同工况下以及现场实际管道的清管过程,验证结果表明:1)本文模型能够较好地描述清管过程中清管器运行参数、管内各节点参数的变化行为;2)对于存在积液的输气管道,本文模型计算得出的清管器平均运行速度与清管时间,其结果精度均高于现场计算得出的理论值;3)针对不同液相流量条件下的清管参数进行了分析,结果表明:液相流量对清管器的运行参数,压力以及温度的影响较大。（6）建立了适用于海底气液混输管道的瞬态清管模型。海底气液混输管道的清管过程由于受到输送介质、海管结构以及立管周边环境参数的影响,与陆上起伏管道的清管过程存在一定差异,本文基于新建的起伏管道瞬态清管模型,对原液塞区瞬态流动模型引入了苏霍夫温降公式,并通过耦合原清管器运动方程和两相流瞬态流动模型,实现对海底气液混输管道清管过程中相关参数的模拟计算,通过与渤海某海底气液混输管道的现场清管参数进行对比,验证了模型的准确性,同时,针对管道有无立管,以及极冷与极热两种极限工况下的清管过程进行了模拟研究,提出了相应的清管优化方案。
刘昶,李玉星,王琳,胡其会,王权[9]（2016）在《海洋立管两相流动及管道振动特性试验研究》文中研究说明为了识别海洋立管系统中可能出现的各个流型及考察立管系统在各流型作用下的动态响应,利用室内试验装置模拟海洋立管系统,对立管中两相流动压力波动及其引起的管道振动位移进行测试。试验中共观测到7种流型,提取了不同流型下压力波动的时频域特征值和振动响应的时频域特征值。对气液两相流流动特征及其引起的立管振动特性进行对比分析。研究结果表明,可通过时域信号结合功率谱密度特征对立管中流型进行判别;在具有明显周期性的内部流动的激励下,立管的振动频率与内部压力波动频率相等;强烈段塞流Ⅰ、强烈段塞流Ⅲ和水力段塞流对立管振动影响较大,强烈段塞流Ⅰ下立管产生的位移最大,水力段塞流下立管的振动频率最高。研究结果对保证海洋立管的安全运行具有一定的参考作用。
孙庆明[10]（2015）在《基于复杂网络的气液两相流流型分析方法研究》文中研究指明两相流广泛地存在于工业生产过程中,其流动过程具有的动态性、非平衡性和复杂性,使得以近平衡态假设、线性化处理为前提研究两相流动问题的方法,还未能对其演化动力学特性取得清楚的认识。因此,需要引入新的研究方法对两相流的动力学特性及其演化规律进行研究。复杂网络作为一种研究复杂系统的方法和工具,不仅可以对蕴含在两相流流态时间序列中的重要信息特征进行探寻,而且还可以对无法通过理论模型准确描述的复杂非线性的两相流动力学系统进行研究。本文以垂直上升管内气液两相流为研究对象,在采集气液两相流压差波动时间序列的基础上,以复杂网络理论研究了气液两相流态、流态演化及气泡聚并机制等问题,并基于此对气液两相流动力学特性开展了研究。论文研究取得的工作成果如下：1.针对垂直上升管内气液两相流动特征,提出了一种基于压差波动时间序列相似性的复杂网络构建方法。通过经验模态分解对气液两相流的压差波动时间序列的能量特征的提取,获得了不同流型在不同时间尺度下的能量分布。在构建垂直上升管内空气-水两相流流态复杂网络的基础上,提出了一种基于AP聚类的社团结构划分方法,并通过该方法对垂直上升管内空气-水两相流的流态复杂网络社团结构进行了分析,获得了流态复杂网络中社团与不同流型的对应关系,从而识别出垂直上升管内包括过渡流型在内的五种流型。2.针对气液两相流流态演化过程的非稳态、非平衡及复杂性等特征,提出了一种垂直上升管内流态演化复杂网络构建方法。以垂直上升管内空气-水两相流动为研究对象,基于气液两相流流态演化过程动态迁移的相似性,构建并分析了对应于不同流型的流态演化复杂网络。发现垂直上升管内气液两相流的流态演化复杂网络呈现出明显的无标度性和小世界性,不同流型对应的网络呈现出不同的社团结构,并且网络的统计量与流型的演化过程相吻合,较好地揭示了垂直上升管内气液两相流流态演化的动力学特性。3.为了揭示气液两相流中气泡的聚并机制及其在相空间中的动力学特性,在相空间重构的基础上提出了一种基于关联维的相空间复杂网络构建方法。进而构建了流型相空间复杂网络。通过对不同动力系统对应的相空间复杂网络动力学特性的分析,发现在相空间不稳定周期轨道的吸引作用下,混沌动力系统对应的相空间复杂网络呈现出明显的小世界性,其网络结构和统计参数与原系统的相空间动力学特性关系密切。在此基础上,通过分析垂直上升管内气液两相流的泡状流、塞状流和混状流对应的流型相空间复杂网络,发现流型相空间复杂网络的网络结构与垂直上升管内气液两相流的流动结构之间存在内在联系,并且网络密度对气泡的聚并现象比较敏感。流型相空间复杂网络的网络结构和网络密度可以较好地分析不同流型相空间中不稳定周期轨道的吸引特性,为揭示气液两相流中气泡的聚并机制提供了新视角。
二、倾斜下降管内气-液两相流流型PSD特征（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
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。
写法范例：
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。
（2）本文研究方法
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。
三、倾斜下降管内气-液两相流流型PSD特征（论文提纲范文）
（1）水平及下倾自压输水管道两相流流动试验及数值模拟研究（论文提纲范文）
| 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 水平管道气液两相流试验研究现状 |
| 1.2.2 倾斜管道气液两相流试验研究现状 |
| 1.2.3 管道气液两相流数值模拟研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 试验和数值模拟方法 |
| 2.1 管道两相流试验装置及方法 |
| 2.1.1 水平管道两相流试验装置 |
| 2.1.2 水平管道两相流试验方法 |
| 2.2 下倾管道两相流试验装置及方法 |
| 2.2.1 下倾管道两相流试验装置 |
| 2.2.2 下倾管道两相流试验方法 |
| 2.3 试验参数 |
| 2.4 自压管道气液两相流数值模拟研究 |
| 2.4.1 模型软件的选择 |
| 2.4.2 数理模型的建立 |
| 2.4.3 网格无关性及模型准确性验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 水平管道气液两相流流型试验及模拟研究 |
| 3.1 水平管道流型分类 |
| 3.2 结果分析 |
| 3.2.1 不同两相折算流速下的水平管道充液两相运动过程分析 |
| 3.2.2 不同管径下的流型变化分析 |
| 3.2.3 水平管道气液两相流压力波动分析 |
| 3.2.4 水平管道气体对管道流速分布的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 下倾管道气液两相流流型试验及模拟研究 |
| 4.1 下倾管道流型分类 |
| 4.2 结果分析 |
| 4.2.1 不同两相折算流速下的下倾管道充液两相运动过程分析 |
| 4.2.2 不同管径下的流型变化分析 |
| 4.2.3 下倾管道气液两相流压力波动分析 |
| 4.2.4 下倾管道气体对管道流速分布的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 导师评阅表 |
（2）海底管线气水两相流流动特性仿真与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 两相流发展历程 |
| 1.2.2 两相流流型识别研究现状 |
| 1.2.3 两相流实验及仿真研究现状 |
| 1.3 研究内容和方法 |
| 2 气水两相流理论基础研究 |
| 2.1 气水两相流相关物理量介绍 |
| 2.2 气水两相流流型 |
| 2.2.1 水平圆管中的流型分布 |
| 2.2.2 立管中的流型分布 |
| 2.3 流体运动学理论研究 |
| 2.4 工程湍流模型介绍 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 气水两相流流动特性数值模拟仿真 |
| 3.1 湍流的数值模拟方法 |
| 3.2 气水两相流数值模拟模型建立 |
| 3.2.1 流体模型建模 |
| 3.2.2 网格划分 |
| 3.3 气水两相流数值模拟 |
| 3.3.1 Fluent中的多相流模型 |
| 3.3.2 Fluent中的湍流模型 |
| 3.3.3 Fluent数值模拟步骤 |
| 3.3.4 网格无关性验证 |
| 3.4 总流量递增两相流数值模拟结果分析 |
| 3.4.1 两相分布研究 |
| 3.4.2 两相速度场研究 |
| 3.4.3 两相速度波动研究 |
| 3.5 等流量两相流数值模拟研究 |
| 3.5.1 各相分布研究 |
| 3.5.2 各相速度场研究 |
| 3.5.3 各相速度波动研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 气水两相流流动特性实验研究 |
| 4.1 实验室装置介绍 |
| 4.2 实验流程简介 |
| 4.3 实验方案设计 |
| 4.3.1 实验内容 |
| 4.3.2 实验流程 |
| 4.4 实验结果分析 |
| 4.5 实验总结 |
| 4.6 仿真结果与实验对比 |
| 4.6.1 相分布对比 |
| 4.6.2 实际流速对比 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
（3）地形起伏湿气管道持液率与压降计算模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 气液两相流流型判别研究现状 |
| 1.2.2 气液两相流管道压降计算的研究现状 |
| 1.2.3 气液两相流管路持液率计算研究现状 |
| 1.3 课题研究内容、技术路线和创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 多起伏湿气管道水力计算影响因素 |
| 2.1 流型的影响因素 |
| 2.1.1 气、液相流速的影响 |
| 2.1.2 流体物理性质的影响 |
| 2.1.3 管路倾角的影响 |
| 2.1.4 管径的影响 |
| 2.2 持液率的影响因素 |
| 2.2.1 气、液相流量的影响 |
| 2.2.2 管径的影响 |
| 2.2.3 倾角的影响 |
| 2.2.4 压力的影响 |
| 2.3 压降的影响因素 |
| 2.3.1 管路起伏的影响 |
| 2.3.2 气、液相流量的影响 |
| 2.3.3 管径的影响 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 气液两相流流型研究 |
| 3.1 流型分类 |
| 3.1.1 水平管内两相流的主要流型 |
| 3.1.2 垂直两相流的流型 |
| 3.2 不同流型形成机理 |
| 3.3 湿气管道流型划分 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 持液率计算模型 |
| 4.1 算法理论基础 |
| 4.2 影响因素分析 |
| 4.2.1 管径对持液率的影响 |
| 4.2.2 气液比对持液率的影响 |
| 4.2.3 出口压力对持液率的影响 |
| 4.2.4 入口温度对持液率的影响 |
| 4.2.5 倾角对持液率的影响 |
| 4.3 模型建立与验证 |
| 4.3.1 样本数据的收集及处理 |
| 4.3.2 预测模型建立 |
| 4.3.3 水平管持液率预测模型验证 |
| 4.3.4 上倾管和下倾管持液率预测模型验证 |
| 4.3.5 应用现场数据验证 |
| 4.3.6 模型适用范围 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 起伏管路压降计算模型研究 |
| 5.1 常用压降计算模型 |
| 5.2 实验数据 |
| 5.3 模型评价 |
| 5.3.1 管径为303mm的模拟评价 |
| 5.3.2 管径为388mm的模拟评价 |
| 5.3.3 结果评价 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结论与认识 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 (部分实验数据) |
| 硕士期间发表论文、专利及获奖情况 |
（4）气液两相管流的实验研究及瞬态数值计算（论文提纲范文）
| 论文创新点 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 气液两相流流型及其预测方法 |
| 1.3 气液两相流压降及持液率预测机理模型 |
| 1.3.1 分层流模型 |
| 1.3.2 环状流模型 |
| 1.3.3 段塞流模型 |
| 1.3.4 段塞流闭合关系式 |
| 1.3.5 综合机理模型和统一的综合机理模型 |
| 1.4 气液两相管流的三维数值计算 |
| 1.5 一维瞬态两相管流模型 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 2 气液两相流实验及经验预测模型对比 |
| 2.1 实验设备和测试流程 |
| 2.1.1 测试管路 |
| 2.1.2 供液系统 |
| 2.1.3 供气系统 |
| 2.1.4 数据采集系统 |
| 2.1.5 持液率测量 |
| 2.1.6 高速摄影系统 |
| 2.2 流型过渡准则 |
| 2.2.1 分散泡状流过渡边界 |
| 2.2.2 分层流-非分层流过渡边界 |
| 2.2.3 环状流-间歇流过渡边界 |
| 2.2.4 段塞流-搅动流过渡边界 |
| 2.2.5 泡状流-段塞流 |
| 2.3 基于压力的流型识别 |
| 2.3.1 分层流压力信号 |
| 2.3.2 泡状流压力信号 |
| 2.3.3 段塞流压力信号 |
| 2.3.4 环状流压力信号 |
| 2.4 不同倾角的流型图 |
| 2.5 经验模型和机理模型持液率和压力预测 |
| 2.5.1 持液率实验值及统一预测模型预测值对比 |
| 2.5.2 压力梯度实验值及统一预测模型预测值对比 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 气液两相管流的三维数值模拟 |
| 3.1 几何模型及模拟方案 |
| 3.2 工作介质及初始、边界条件 |
| 3.3 多相流物理模型 |
| 3.3.1 VOF模型 |
| 3.3.2 标准k-w模型 |
| 3.3.3 近壁面处理方法 |
| 3.3.4 数值稳定性 |
| 3.4 网格无关性验证 |
| 3.5 气液两相管流波动特性分析 |
| 3.5.1 管道倾角对两相管流流动特性的影响 |
| 3.5.2 气量变化对两相管流流动特性的影响 |
| 3.5.3 液相粘度对两相管流流动特性的影响 |
| 3.6 气液两相管流流场分析 |
| 3.6.1 CFD验证 |
| 3.6.2 管道倾角对流场的影响 |
| 3.6.3 气量变化对流场的影响 |
| 3.6.4 液相粘度对流场的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 一维漂移通量模型的两相管流瞬态计算 |
| 4.1 漂移通量模型 |
| 4.2 数值方法 |
| 4.2.1 有限体积法 |
| 4.2.2 数值通量 |
| 4.2.3 边界条件处理 |
| 4.3 瞬态实验结果与时间空间一阶精度格式数值结果对比 |
| 4.3.1 数值格式对比 |
| 4.3.2 入口液量固定,气量减小 |
| 4.3.3 入口液量固定,气量增大 |
| 4.3.4 入口气量固定,液量减小 |
| 4.4 高阶数值精度计算结果对比 |
| 4.4.1 入口液量固定,气量减小 |
| 4.4.2 入口液量固定,气量增大 |
| 4.4.3 入口气量固定,液量减小 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 双流体模型的两相管流瞬态计算 |
| 5.1 七方程双流体模型 |
| 5.1.1 气相、液相相速度和相压力均不相等情况的特征分析 |
| 5.1.2 气相、液相相速度相等和相压力不相等情况的特征分析 |
| 5.1.3 气相、液相相速度不相等和相压力相等情况的特征分析 |
| 5.1.4 气相、液相相速度相等和相压力相等情况的特征分析 |
| 5.1.5 双流体模型的闭合关系式 |
| 5.1.6 相界面边界条件的处理 |
| 5.2 双流体模型数值方法 |
| 5.2.1 双曲型算子 |
| 5.2.2 源项及弛豫项 |
| 5.2.3 边界条件处理 |
| 5.3 气、液两相管流的瞬态计算测试案例 |
| 5.3.1 慢速瞬变流 |
| 5.3.2 快速瞬变流 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 存在的问题及展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（5）井口注入气液两相向下管流多功能实验装置的改建（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 垂直管气液两相流实验装置研究现状 |
| 1.2.2 倾斜管气液两相流实验装置研究现状 |
| 1.2.3 水平管气液两相流实验装置研究现状 |
| 1.2.4 存在的问题与不足 |
| 1.3 研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 实验装置设计理论基础 |
| 2.1 相似理论 |
| 2.1.1 模型试验研究的意义 |
| 2.1.2 相似三定理 |
| 2.1.3 相似准则的导出方法 |
| 2.2 气-液两相流研究主要参数 |
| 2.2.1 流量 |
| 2.2.2 速度 |
| 2.2.3 持液率 |
| 2.2.4 表面张力 |
| 2.2.5 密度 |
| 2.2.6 流型 |
| 2.3 实验参数相似性分析 |
| 2.3.1 现场施工数据 |
| 2.3.2 各参数相似性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 装置功能开发及需求设计 |
| 3.1 实验各大系统设计 |
| 3.1.1 动力系统 |
| 3.1.2 实验介质供给系统 |
| 3.1.3 实验管路系统 |
| 3.1.4 数据测量、采集系统 |
| 3.2 两相流主要参数的测量方法 |
| 3.2.1 流型的测量方法 |
| 3.2.2 持液率的测量方法 |
| 3.3 各类实验仪器的优选 |
| 3.3.1 泵的选型 |
| 3.3.2 压力计的分类 |
| 3.3.3 流量计的分类 |
| 3.4 实验室现有两相流实验装置的介绍 |
| 3.4.1 实验架现有功能 |
| 3.4.2 实验管路 |
| 3.4.3 配套装置 |
| 3.4.4 现有装置的不足及改进 |
| 3.5 实验装置的改造搭建 |
| 3.5.1 实验装置功能介绍 |
| 3.5.2 实验装置的性能指标 |
| 3.5.3 实验装置的调试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 实验方案设计及实验操作规程制定 |
| 4.1 实验方案的制定 |
| 4.1.1 实验目的和内容 |
| 4.1.2 实验条件和实验介质 |
| 4.1.3 实验步骤 |
| 4.2 实验操作规程的制定 |
| 4.2.1 空气压缩机安全操作规程 |
| 4.2.2 离心泵安全操作规程 |
| 4.2.3 压力传感器安全操作规程 |
| 4.2.4 实验装置安全操作规程 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 实验特征流型分析 |
| 5.1 特征流型现象分析 |
| 5.1.1 垂直管段特征流型现象 |
| 5.1.2 倾斜管段特征流型现象 |
| 5.1.3 水平管段特征流型现象 |
| 5.1.4 特征流型对比分析 |
| 5.2 流型变化影响因素分析 |
| 5.2.1 倾斜角变化对流型的影响 |
| 5.2.2 气量变化对流型的影响 |
| 5.2.3 液量变化对流型的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（6）天然气集输管道水力计算模型与模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及进展 |
| 1.2.1 气液两相流流型划分和判别研究 |
| 1.2.2 气液两相流水力计算模型研究 |
| 1.3 本文主要的研究内容 |
| 第2章 起伏管路气液两相流稳态模型研究 |
| 2.1 流型判别方法 |
| 2.1.1 流型划分 |
| 2.1.2 流型转化准则 |
| 2.1.3 流型判别流程 |
| 2.2 机理模型基本方程 |
| 2.3 机理模型结构方程 |
| 2.3.1 分层流 |
| 2.3.2 环状流 |
| 2.3.3 分散流 |
| 2.3.4 段塞流 |
| 2.4 组合经验模型 |
| 2.4.1 持液率计算相关式的确定 |
| 2.4.2 压降计算相关式的确定 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 稳态模型计算方法与程序编制 |
| 3.1 机理模型计算方法 |
| 3.2 组合经验模型计算方法 |
| 3.3 数值求解方法 |
| 3.3.1 四阶龙格库塔法 |
| 3.3.2 二分法 |
| 3.4 物性参数计算 |
| 3.5 程序的编制 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 稳态模型验证及评价研究 |
| 4.1 实验数据验证与模型改进 |
| 4.1.1 流型判别准则验证与改进 |
| 4.1.2 分层流模型验证与改进 |
| 4.1.3 环状流模型验证与改进 |
| 4.1.4 段塞流模型验证与改进 |
| 4.2 气液两相流优化模型 |
| 4.3 天然气凝析液起伏管线数据验证 |
| 4.3.1 J11P4H井采气管线模拟验证 |
| 4.3.2 伊深1井采气管线模拟验证 |
| 4.3.3 ESP2井采气管线模拟验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 起伏管路积液特性模拟研究 |
| 5.1 管径对起伏管路积液特性的影响 |
| 5.2 气液比对起伏管路积液特性的影响 |
| 5.3 气体流量对管路积液特性的影响 |
| 5.4 管道倾角对起伏管路积液特性的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）基于气液两相流的输水管道稳态振动及瞬变过程研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题背景 |
| 1.1.2 研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外相关领域研究现状 |
| 1.2.1 管道气液两相流型及气泡运动研究进展 |
| 1.2.2 气液两相流型识别研究现状 |
| 1.2.3 输流管道振动研究现状 |
| 1.2.4 输水管道瞬变流研究进展 |
| 1.3 课题研究的主要内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 主要研究内容及技术路线 |
| 第2章 试验装置与方法 |
| 2.1 试验装置 |
| 2.1.1 试验装置系统 |
| 2.1.2 数据采集系统 |
| 2.2 试验基础数据 |
| 2.2.1 管材材料特性 |
| 2.2.2 管道及阀门阻力系数 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.3.1 气液两相流管道振动特性试验 |
| 2.3.2 输水管道气液两相瞬变流试验 |
| 2.3.3 输水管道下降管含气状态识别试验 |
| 第3章 气液两相流作用下输水管道稳态振动特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 输水管道流速和气量对流型的影响 |
| 3.2.1 水平管气液两相流流型 |
| 3.2.2 上升管气液两相流流型 |
| 3.2.3 下降管气液两相流流型 |
| 3.3 气液两相流作用下输水管道振动特性 |
| 3.3.1 水平管振动特性 |
| 3.3.2 上升管振动特性 |
| 3.3.3 下降管振动特性 |
| 3.3.4 阀门上游管道振动特性 |
| 3.4 简支管道系统固有频率理论分析 |
| 3.4.1 气液两相流管道流固耦合振动模型 |
| 3.4.2 流固耦合对固有频率的影响 |
| 3.4.3 管道参数对固有频率的影响 |
| 3.4.4 含气率对固有频率的影响 |
| 3.5 埋地管道振动数值模拟 |
| 3.5.1 埋地管道振动模型建立 |
| 3.5.2 埋地管道振动的影响因素研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 输水管道气液两相瞬变流模型及数值模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 气液两相瞬变流模型 |
| 4.2.1 瞬变流模型建立 |
| 4.2.2 瞬变流模型求解 |
| 4.3 气液两相瞬变流模型校核及对比 |
| 4.3.1 瞬变流模型参数校核 |
| 4.3.2 瞬变流模型验证及对比 |
| 4.4 气液两相瞬变流压力衰减研究 |
| 4.4.1 瞬变流压力衰减因素研究 |
| 4.4.2 瞬变流压力衰减能量分析 |
| 4.4.3 瞬变流压力衰减速率研究 |
| 4.5 气液两相瞬变流模型应用解析 |
| 4.5.1 瞬变流频率偏移分析 |
| 4.5.2 瞬变流模型参数优化 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于气液两相流型分类的管道含气状态识别 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 不同流型压力信号的时频特征 |
| 5.2.1 压力信号的时域特征 |
| 5.2.2 压力信号的频域特征 |
| 5.3 管道含气状态识别模型的构建 |
| 5.3.1 压力信号特征选取 |
| 5.3.2 分类器的选择 |
| 5.3.3 基于SVM的含气状态识别模型 |
| 5.4 含气状态识别精度影响因素研究 |
| 5.4.1 压力信号特征对识别精度的影响 |
| 5.4.2 滤波方式对识别精度的影响 |
| 5.4.3 采样参数对识别精度的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）气液混输管道持液率计算及清管过程数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究的目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 清管技术及设备 |
| 1.2.2 气液两相管流研究现状 |
| 1.2.3 清管模拟研究现状 |
| 1.3 存在的问题及解决办法 |
| 1.3.1 存在的问题 |
| 1.3.2 解决方案 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 1.6 创新点 |
| 第2章 持液率与压降计算模型研究 |
| 2.1 流型判别方法的评价研究 |
| 2.1.1 流型的分类 |
| 2.1.2 起伏管道 |
| 2.1.3 垂直立管 |
| 2.1.4 流型判别模型 |
| 2.2 持液率经验模型的建立与验证 |
| 2.2.1 ACE算法基础理论 |
| 2.2.2 影响因素分析 |
| 2.2.3 相关性分析 |
| 2.2.4 模型的建立 |
| 2.2.5 模型的对比验证 |
| 2.3 压降计算模型的改进与评价 |
| 2.3.1 模型回顾 |
| 2.3.2 压降模型的改进 |
| 2.3.3 模型的对比验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 瞬态清管模型基础研究 |
| 3.1 清管器运动特性分析 |
| 3.1.1 水平管道 |
| 3.1.2 倾斜管道 |
| 3.1.3 垂直管道 |
| 3.2 清管器运行参数影响因素研究 |
| 3.2.1 管径的影响 |
| 3.2.2 气液比的影响 |
| 3.2.3 压力的影响 |
| 3.2.4 温度的影响 |
| 3.2.5 过盈量的影响 |
| 3.3 考虑重力影响的清管器运动模型 |
| 3.3.1 物理模型 |
| 3.3.2 运动学方程 |
| 3.3.3 重力分量的影响 |
| 3.3.4 与管壁间的摩擦阻力 |
| 3.3.5 上、下游流体的压力 |
| 3.4 清管基础模型分析 |
| 3.4.1 McDonald-Baker清管模型 |
| 3.4.2 Minami清管模型 |
| 3.5 MINAMI清管模型的改进 |
| 3.5.1 改进原理分析 |
| 3.5.2 改进的清管模型 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 起伏管道瞬态清管模型的建立 |
| 4.1 建模思路与目的 |
| 4.2 清管器及液塞区瞬态运动模型 |
| 4.2.1 基本假设 |
| 4.2.2 清管器运动模型 |
| 4.2.3 液塞区运动模型 |
| 4.3 考虑热力学参数的两相流瞬态模型 |
| 4.3.1 模型研究回顾 |
| 4.3.2 模型改进思路 |
| 4.3.3 瞬态流动模型的建立 |
| 4.4 模型基础参数的计算 |
| 4.4.1 气液相剪切应力计算 |
| 4.4.2 气液相基础物性参数计算 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 起伏管道瞬态清管模型的数值求解与验证 |
| 5.1 模型求解 |
| 5.1.1 网格划分 |
| 5.1.2 初始及边界条件 |
| 5.1.3 两相流瞬态模型的求解 |
| 5.1.4 清管过程耦合方法研究 |
| 5.1.5 程序实现步骤 |
| 5.2 模型适用性验证 |
| 5.2.1 清管器运行参数 |
| 5.2.2 清管时间模拟结果 |
| 5.2.3 温度模拟结果 |
| 5.2.4 热力学模型的验证 |
| 5.3 现场测试及模型验证 |
| 5.3.1 基础参数 |
| 5.3.2 边界与初始条件 |
| 5.3.3 网格的划分 |
| 5.3.4 现场清管参数验证 |
| 5.3.5 模拟结果验证 |
| 5.4 模型应用 |
| 5.4.1 清管器运行参数 |
| 5.4.2 入口压力与出口温度 |
| 5.4.3 最高压力与最低温度 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 海底气液混输管道瞬态清管模型研究 |
| 6.1 建模思路与目的 |
| 6.2 模型的建立 |
| 6.2.1 基本假设 |
| 6.2.2 清管物理模型 |
| 6.2.3 长液塞区的瞬态流动模型 |
| 6.2.4 清管器与两相流模型 |
| 6.2.5 立管底部压力模型 |
| 6.3 模型的求解与耦合 |
| 6.3.1 网格划分 |
| 6.3.2 清管过程的耦合方法 |
| 6.3.3 程序实现框图 |
| 6.4 模型适用性分析 |
| 6.5 模型验证与应用 |
| 6.5.1 现场测试与验证 |
| 6.5.2 模型应用 |
| 6.5.3 参数优化 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 实验数据与计算结果 |
| 附录A-1 流型判别方法准确度评价部分结果 |
| 附录A-2 基于ACE算法的部分持液率计算结果 |
| 附录A-3 清管数值模拟算法部分计算结果 |
| 附录B 基于MATLAB软件的程序编制 |
| 附录B-1 持液率的对比验证程序 |
| 附录B-2 压降的对比验证程序 |
| 附录B-3 两相流瞬态流动模型的子程序 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
| 发表的学术论文 |
| 参与的科研项目 |
| 获奖情况 |
（9）海洋立管两相流动及管道振动特性试验研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 管内流动与立管振动试验 |
| 1. 1 试验目的 |
| 1. 2 试验装置及步骤 |
| 2 试验结果及分析 |
| 2. 1 立管两相流流型 |
| 2. 2 压力波动时频分析 |
| 2. 2. 1 时域统计分析 |
| 2. 2. 2 频域统计分析 |
| 2. 3 各流型下立管的振动响应 |
| 3 结论 |
（10）基于复杂网络的气液两相流流型分析方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 气液两相流流型 |
| 1.2.1 垂直上升管内流型划分 |
| 1.2.2 水平管内流型划分 |
| 1.3 气液两相流流型识别研究现状 |
| 1.3.1 气液两相流流态图法 |
| 1.3.2 气液两相流流型直接识别 |
| 1.3.3 气液两相流流型间接识别 |
| 1.4 复杂网络及其在多相流领域的应用进展 |
| 1.4.1 复杂网络的主要研究内容 |
| 1.4.2 复杂网络在多相流领域的应用进展 |
| 1.5 本文主要工作 |
| 2 气液两相流与复杂网络理论 |
| 2.1 气液两相流的波动性与不稳定性 |
| 2.1.1 气液两相流的波动性 |
| 2.1.2 气液两相流的不稳定性 |
| 2.2 气液两相流的特征参数 |
| 2.3 气液两相流流动参数时间序列 |
| 2.3.1 气液两相流流动参数时间序列的特征 |
| 2.3.2 气液两相流压差波动时间序列与空泡份额之间的关系 |
| 2.4 流动参数时间序列的预处理与相似性度量 |
| 2.4.1 流动参数时间序列的预处理 |
| 2.4.2 流动参数时间序列的相似性度量 |
| 2.5 复杂网络基本理论 |
| 2.5.1 复杂网络的统计描述 |
| 2.5.2 小世界性和无标度性 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 气液两相流波动信息测试系统 |
| 3.1 波动信息测试系统 |
| 3.2 测试系统参数的选取与噪声分析 |
| 3.2.1 取压间距的选取 |
| 3.2.2 采样频率与数据长度的选取 |
| 3.2.3 测试系统的噪声分析 |
| 3.3 气液两相流压差时间序列的获取与降噪处理 |
| 3.3.1 气液两相流压差时间序列的获取 |
| 3.3.2 气液两相流压差时间序列的降噪处理 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于经验模态分解与复杂网络的气液两相流流型识别 |
| 4.1 气液两相流流型特征参数的提取 |
| 4.2 气液两相流态复杂网络的构建方法 |
| 4.2.1 流态复杂网络阈值的选取 |
| 4.2.2 网络社团结构的划分 |
| 4.3 气液两相流流态复杂网络分析 |
| 4.3.1 气液两相流流型的识别 |
| 4.3.2 气液两相流压差波动时间序列的能量分布 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 气液两相流动力学特性分析 |
| 5.1 气液两相流流态演化复杂网络构建方法 |
| 5.1.1 流态演化复杂网络的构建 |
| 5.1.2 阈值与时间序列长度的选取 |
| 5.2 流态演化复杂网络的统计特性 |
| 5.3 气液两相流流态演化复杂网络动力学特性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 气液两相流流型相空间复杂网络分析 |
| 6.1 相空间复杂网络 |
| 6.1.1 相空间复杂网络的构建方法 |
| 6.1.2 距离阈值的选取 |
| 6.2 不同动力系统的相空间复杂网络分析 |
| 6.3 流型相空间复杂网络分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、倾斜下降管内气-液两相流流型PSD特征（论文参考文献）
- [1]水平及下倾自压输水管道两相流流动试验及数值模拟研究[D]. 张赫铭. 石河子大学, 2021(02)
- [2]海底管线气水两相流流动特性仿真与实验研究[D]. 张人之. 大连海事大学, 2020(01)
- [3]地形起伏湿气管道持液率与压降计算模型研究[D]. 李凯. 西安石油大学, 2020(11)
- [4]气液两相管流的实验研究及瞬态数值计算[D]. 张立胜. 武汉大学, 2020
- [5]井口注入气液两相向下管流多功能实验装置的改建[D]. 叶畹永. 西南石油大学, 2019(06)
- [6]天然气集输管道水力计算模型与模拟研究[D]. 赵晓乐. 中国石油大学(华东), 2018(07)
- [7]基于气液两相流的输水管道稳态振动及瞬变过程研究[D]. 朱炎. 哈尔滨工业大学, 2018(01)
- [8]气液混输管道持液率计算及清管过程数值模拟研究[D]. 陈星杙. 西南石油大学, 2017(05)
- [9]海洋立管两相流动及管道振动特性试验研究[J]. 刘昶,李玉星,王琳,胡其会,王权. 石油机械, 2016(04)
- [10]基于复杂网络的气液两相流流型分析方法研究[D]. 孙庆明. 大连理工大学, 2015(03)