熱采井套管損壞力學(xué)機(jī)理及數(shù)值模擬作者簡(jiǎn)介

劉建軍，1972年出生于河南省襄城縣，1996年7月畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)采礦工程專業(yè)并獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位，1999年1月于遼寧工程技術(shù)大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)并獲工學(xué)碩士學(xué)位，2002年1月畢業(yè)于中國(guó)石油天然氣總公司·中國(guó)科學(xué)院滲流流體力學(xué)研究所并獲工學(xué)博士學(xué)位，同年進(jìn)入中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所做博士后，之后在武漢工業(yè)學(xué)。院工作，2009年8月到西南石油大學(xué)任教?，F(xiàn)為西南石油大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院院長(zhǎng)，教授，博士生導(dǎo)師。兼任Physicaland Numerical Simulation of GeotechnicalEngineering主編、《滲流力學(xué)進(jìn)展》副主編，中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)滲流力學(xué)專業(yè)組成員、中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)青年工作委員會(huì)和地面巖石工程專業(yè)委員會(huì)委員等。主要從事滲流及其多場(chǎng)耦合問題理論及工程應(yīng)用方面的研究工作。先后主持國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家科技重大專項(xiàng)課題、石油科技中青年創(chuàng)新基金、湖北省高等學(xué)校優(yōu)秀中青年科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)計(jì)劃項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程領(lǐng)域前沿課題等縱向項(xiàng)目22項(xiàng)，以及來自石油、水電、巖土等行業(yè)的橫向課題32個(gè)，公開發(fā)表論文196篇，其中SCI、EI、ISTP收錄126篇。主編教材3部、國(guó)際會(huì)議論文集1部。曾獲全國(guó)師德先進(jìn)個(gè)人、湖北省教書育人先進(jìn)個(gè)人、湖北省十大杰出青年提名獎(jiǎng)、湖北省有突出貢獻(xiàn)中青年專家等榮譽(yù)稱號(hào)。主要研究方向包括：①微細(xì)觀滲流力學(xué)；②多孔介質(zhì)多場(chǎng)耦合力學(xué)；③石油工程防災(zāi)減災(zāi)；④能源與廢棄物地下處置；⑤油氣藏流固耦合數(shù)值模擬；⑥巖土體多場(chǎng)耦合分析。 2100433B

《熱采井套管損壞力學(xué)機(jī)理及數(shù)值模擬》總結(jié)了作者劉建軍、曾流芳、紀(jì)佑軍、高聚同近年來在熱采井套管損壞方面的研究成果，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果，對(duì)熱采井套管損壞的力學(xué)機(jī)理、數(shù)值預(yù)測(cè)及防控方法等做了較系統(tǒng)和全面的論述，提出基于滲流一溫度一應(yīng)力耦合理論的熱采井套管受力計(jì)算和分析模型，通過數(shù)值模擬，揭示影響套管損壞的主要因素，給出現(xiàn)場(chǎng)防控的主要技術(shù)措施。研究成果對(duì)熱采井套管保護(hù)具有重要的參考價(jià)值。全書共8章，內(nèi)容包括熱采井熱力套損力學(xué)機(jī)理、套管受力數(shù)學(xué)力學(xué)模型、套管受力數(shù)值計(jì)算方法、套管損壞的影響因素分析、熱力套損防控方法等。

《熱采井套管損壞力學(xué)機(jī)理及數(shù)值模擬》可供石油工程、巖土工程、地下工程等專業(yè)的科研人員、設(shè)計(jì)和施工人員閱讀，也可供高等院校的相關(guān)專業(yè)教師、研究生、本科生等參考。

熱采井套損不同于常規(guī)注水開發(fā)油田的套損，主要原因在于熱采過程中儲(chǔ)層溫度變化大，由于溫度變化而引起的套管熱應(yīng)力是引起套損的一個(gè)重要因素。熱采井套損是一個(gè)典型的滲流—溫度—應(yīng)力三場(chǎng)耦合問題，無論是理論，還是計(jì)算，都是非常復(fù)雜的課題。劉建軍、曾流芳、紀(jì)佑軍、高聚同所著的《熱采井套管損壞力學(xué)機(jī)理及數(shù)值模擬》總結(jié)課題組在熱采井套損方面的研究成果，從理論上重點(diǎn)闡述熱采井套損多物理場(chǎng)耦合理論和計(jì)算方法，并結(jié)合工程實(shí)例，歸納熱采井套損數(shù)值模擬的研究成果。

力學(xué)現(xiàn)象的數(shù)學(xué)模擬，常常歸結(jié)為求解常微分方程、偏微分方程、積分方程、或代數(shù)方程。求解這些方程的方法有兩類：一類是求分析解，即以公式表示的解；另一類是求數(shù)值解，即以成批數(shù)字表示的解。很多力學(xué)問題相當(dāng)復(fù)雜，特別是復(fù)雜的偏微分方程組，一般難以得出它們的分析解，而用數(shù)值方法求解則運(yùn)算步驟繁復(fù)，耗用人力很多，因此在電子計(jì)算機(jī)出現(xiàn)以前，非不得已不用。20世紀(jì)50年代以來，出現(xiàn)了配有現(xiàn)代程序設(shè)計(jì)語言的通用數(shù)字計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)的快速運(yùn)算和大存貯量，使解復(fù)雜的力學(xué)問題成為可能。三十多年來，隨著計(jì)算機(jī)的改進(jìn)，數(shù)值方法得到廣泛的應(yīng)用和很大的發(fā)展；主要是考慮算得更快、更準(zhǔn)、省錢，并為原先不能算的問題構(gòu)造算法。數(shù)值方法很多，求解偏微分方程數(shù)值解，以有限差分方法和有限元法使用最廣；此外，還有變分方法、直線法、特征線法和譜方法，等等。這些方法的實(shí)質(zhì)絕大多數(shù)是將偏微分方程問題化成代數(shù)問題，然后再用計(jì)算機(jī)求未知函數(shù)的數(shù)值解。

計(jì)算力學(xué)差分法

有簡(jiǎn)單、靈活和通用性強(qiáng)等特點(diǎn)。用差分方法求數(shù)值解時(shí)，須先將自變量的定義域“離散化”，即只企圖算自變量定義域中有限個(gè)點(diǎn)的未知函數(shù)的近似值。如果自變量只有一個(gè)，則可把要計(jì)算的區(qū)間離散成個(gè)線段。如果自變量有兩個(gè)，而計(jì)算區(qū)域是圖1[二變量區(qū)域的離散化]所示的矩形，則最簡(jiǎn)單的離散方式是把區(qū)域分成乘個(gè)小矩形。小矩形的長(zhǎng) 和寬分別叫作方向和方向的步長(zhǎng)。微分方程中出現(xiàn)的偏導(dǎo)數(shù)(，)， 在微積分中是差商的極限，在有限差分方法中則代以差商。如圖1[二變量區(qū)域的離散化]中點(diǎn)的有的情形可代以差商(()-())/2，有的情形可代以(()-())/，如果有二階偏導(dǎo)數(shù)，常常可代以二階差商(()-2() ())/2，其中()、()和()分別表示相應(yīng)點(diǎn)的值。 如以適當(dāng)?shù)牟钌虂泶嫖⒎址匠堂恳粋€(gè)導(dǎo)數(shù)，就得到對(duì)應(yīng)于

原微分方程的差分方程怎樣選差商至關(guān)重要。此外，偏微分方程總還要附加邊界或初始條件，這些條件也要用差分形式表示。這樣，對(duì)于每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的未知函數(shù)值作出未知量的代數(shù)方程組。如果網(wǎng)格分得較密，即步長(zhǎng)和都比較小，或與 的數(shù)值都比較大，則所得代數(shù)方程組的未知量的數(shù)目將很大，但借助計(jì)算機(jī)，還是可以很快求出解來。由于步長(zhǎng)無法取為零，因此用差分方法只能求得原微分方程的近似解。但只要選擇合理的差商和步長(zhǎng)，計(jì)算結(jié)果仍能令人滿意，有時(shí)還能得到精度很高的解。有限元法

這種方法是把計(jì)算區(qū)域剖分成大小不等的三角形（或其他形狀的）單元，然后在各單元上用適當(dāng)?shù)牟逯岛瘮?shù)來代替未知函數(shù)。根據(jù)變分原理，可將偏微分方程化成代數(shù)方程來求解。這種方法具有很廣泛的適應(yīng)性，特別適于求解具有復(fù)雜邊界形狀和物理?xiàng)l件的問題，而且很容易在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。1970年以來已研究出一些適用于廣泛的線性問題的有限元通用程序，對(duì)工程設(shè)計(jì)起很大作用。按照有限元法剖分的思想，把汽車外殼剖分成大小不等的許多三角形單元，而對(duì)彎曲邊界只須裁彎取直即可。在應(yīng)力變化劇烈和要求精確計(jì)算的地方，須把單元取得小些；在變化不劇烈的地方則可取得大些。用這種方法不僅可以適應(yīng)復(fù)雜的區(qū)域，還可以盡量減少總的單元數(shù)目，從而減少未知量的數(shù)目。如果在有限差分方法中用矩形網(wǎng)格，則較難處理如此復(fù)雜的區(qū)域。

《高等學(xué)校教材·化工過程數(shù)值模擬及軟件(第2版)》旨在介紹化工過程模擬的基本概念和方法，提供利用相關(guān)模擬軟件進(jìn)行實(shí)際化工過程的模擬的步驟和技巧。

《高等學(xué)校教材·化工過程數(shù)值模擬及軟件(第2版)》可作為高等學(xué)校應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)及化工類專業(yè)本科生和研究生的教材，也可供石油與化工、輕工等行業(yè)從事開發(fā)的工程技術(shù)人員參考。

《結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別及數(shù)值模擬》是唐小兵著的論文。

副題名

外文題名

Structural damage identification and numerical simulation

論文作者

唐小兵著

導(dǎo)師

陳定方,沈成武指導(dǎo)

學(xué)科專業(yè)

機(jī)械設(shè)計(jì)與理論

學(xué)位級(jí)別

d 2004n

學(xué)位授予單位

武漢理工大學(xué)

學(xué)位授予時(shí)間

2004

關(guān)鍵詞

損傷力學(xué) 結(jié)構(gòu)損傷 損傷識(shí)別

館藏號(hào)

O346

唯一標(biāo)識(shí)符

108.ndlc.2.1100009031010001/T3F24.002883099

館藏目錄

2005\O346\3 2100433B