摘要：采用MEMS技术加工的底层隔板能够为壁面剪应力的测量提供新的手段。利用有限元法(FEM)建模仿真、正交实验设计以及各因素的极差分析,考查了微敏感结构宽度、厚度和凸出壁面高度对底层隔板固有频率和压阻灵敏度的影响规律,完成了底层隔板的结构优化设计。仿真结果显示:微敏感结构厚度对隔板固有频率和灵敏度影响最大,提升敏感结构高度能够有效提高压阻灵敏度,固有频率和压阻灵敏度受微敏感结构宽度变化影响很小。基于绝缘体上硅技术,利用电感耦合等离子体刻蚀工艺形成底层隔板结构,反应离子刻蚀工艺完成对敏感结构的释放,所加工底层隔板的整体尺寸为5.9mm×10.1mm×0.39mm。底层隔板的动态特性测试表明样件固有频率为1 453.1Hz,与有限元仿真结果的最大偏差为4.4%。

摘要：壁面剪应力的精确测量对于研究水下物体边界层流动、寻求有效的减阻增效措施至关重要。MEMS壁面剪应力传感器的标定首先是最基本的静态标定,其决定了其测量的精度和数据的可信度。本文在分析已有标定方法的基础上研发1种新型水下壁面剪应力给定装置,并采用数值方法计算分析不同流速下的壁面剪应力给定条件,进而设计壁面剪应力传感器静态标定方案,开展了一种MEMS热膜式壁面剪应力传感器阵列的水下静态标定实验,获得了各传感单元的标定系数。

摘要：壁面剪应力的精确测量对于研究水下物体边界层流动、寻求有效的减阻增效措施至关重要。MEMS壁面剪应力传感器的标定,首先是最基本的静态标定,决定了其测量的精度和数据的可信度。为辅助实现水下MEMS壁面剪应力传感器的精确标定,本文对采用槽道流法的精密标定装置流动条件进行数值仿真及激光多普勒测速仪测速实验,确定了标定试验段中流场从槽道入口处充分发展至稳定所需长度、压力分布情况及所能给定标定使用的壁面剪应力范围,进而设计标定方案;壁面剪应力的实验结果与数值计算和理论分析对比吻合较好,验证了标定方案的合理性,为下一步开展MEMS剪应力传感器阵列水下标定试验提供技术基础。

摘要：壁面剪应力固井理论已在国内外部分油田的固井实践中得到验证,水泥浆环空壁面剪应力大于15Pa,固井质量可保证合格,水泥浆环空壁面剪应力大于30Pa,固井质量可保证优质。YK5H井Φ177.8套管+Φ139.7筛管尾管固井,运用壁面剪应力固井理论于现场设计和施工,取得了较好的效果,为现场固井施工提供了一定的借鉴作用。

摘要：为实现流体壁面剪应力在线测量,设计了一种基于柔性热膜传感器的流体壁面剪应力测量系统。通过分析柔性热膜传感器作用机理,研发了基于LTZ1000电压基准的高精度恒流驱动电路,开发了基于DSP2812,AD7609的18位真差分同步高速数据采集模块,并通过温度补偿方法对传感器输出信号进行了环境温漂修正。系统性能测试表明:当流场温度在10～30℃范围变化时,剪应力测量分辨率在0～10 Pa范围内优于0.2 Pa,流体温度变化引起的系统输出信号偏差为0.6%/℃,满足实际流体壁面剪应力测量要求。

摘要：为指导器件研发设计和测量工作,提出了一种建立底层隔板壁面剪应力-压差数学模型的方法。通过量纲分析确定壁面剪应力和压差之间关系;结合具体器件,采用CFD方法计算出若干组壁面剪应力、压差的值;通过非线性回归获得该器件的壁面剪应力-压差数学模型。将建立的模型与实测数据进行对比,结果表明:二者能够较好地吻合,证明提出的方法是有效的。并应用该方法设计并加工了一种压阻式微机电系统(MEMS)底层隔板。

摘要：壁面剪应力设计方法,从理论上把塞流顶替、低速顶替及紊流顶替技术统一起来。对流变参数不再作特殊要求,只要结合环空返速,使摩阻大于一定数值即可。水泥浆环空流动的壁面剪应力是影响顶替效率的关键因素。但要实现最终合格固井质量的目标,还需要从入井流体的整体设计考虑。

摘要：由于流体的粘性作用，流体在壁面流动过程中会产生切向应力，称为壁面剪应力，其值与流体的流动状态、物理性质和测量点在流场中的相对位置有关，是分析边界层内流动状态、摩擦阻力的基础，是流体力学研究的重要课题。壁面剪应力的精确测量，在飞行器（水下航行器）减阻设计、水利工程、工业生产以及生物医学等许多领域有着广泛的需求。

摘要：委内瑞拉的Caracoles油田属低压高渗油田,尽管已经采取了完善的固井技术措施,但固井质量仍然不能满足油田开发要求。该油田特殊的地质、工程条件决定了其固井质量需求:在实现良好层间封隔的同时,实现层内界面胶结良好;采用可以对固井质量进行预评估的设计方法以更好的控制施工质量;防止由于井下发生井口难以观察到的渗漏诱发的气窜。通过实施壁面剪应力固井设计方法和提高水泥浆粘度的防漏方法,成功实现了对固井质量的控制。在20口井的施工结果表明:对主力产层CBL、VDL和SBT三项测井检查的固井质量优质率达到了100%,全部储层的固井质量优质率90.57%,合格率的96.23%。该油田的固井技术工作充分体现了先进、适用的特点。取得的技术成果对于解决老油田的调整井固井难题、新区探井的固井难题和储气库固井难题等具有重要参考价值。

摘要：为探究冠脉支架的仿生织构化处理对血流动力学的影响规律,设计一款生物可吸收聚乳酸冠脉支架,利用有限元分析方法,对三种形状(矩形、三角形和梯形)的仿生织构化的支架植入后血流流场进行仿真分析,揭示沟槽的形状和尺寸对血流动力学的影响规律,并寻求仿生织构化沟槽的最优解。结果显示,不同形状和尺寸的仿生织构化沟槽,对低壁面剪应力区域的影响具有一定的规律性,0.06 mm以上的沟槽对血流流动特性的影响较小,而0.06 mm以下的沟槽对血流流动特性的影响较显著,且随着尺寸的减小影响效果越好,其中0.02 mm的三角形沟槽在研究的所有模型中的影响效果最好。通过本文研究结果,期望仿生织构化支架结构能为降低支架内再狭窄提供一种新方法。