摘要：掺氢天然气管道受氢损伤等因素影响,容易产生缺陷进而导致管道失效,因此需要定期对掺氢管道进行检查。通过对掺氢管道的主要缺陷产生机制和缺陷特征进行分析,得到主要的缺陷形式,设计一种针对掺氢管道氢损伤的管外漏磁检测机构对管道进行缺陷检测,利用Maxwell进行漏磁检测仿真模拟,采用响应面法建立检测探头各参数与轴向漏磁曲线峰谷差值、吸附力和成本之间的函数,得到探头的结构参数最优组合。最后搭建实验台,利用单组探头进行单通道的漏磁检测。结果表明:与未优化结构对比,优化后管外缺陷检测效果提高26.2%,管内缺陷检测效果提升11%,探头与管壁吸附力降低56.7%,探头成本降低14%,检测效果得到提升;优化探头不仅能检测到已成型的比较明显的掺氢管道缺陷,也可以在缺陷形成早期管壁损失达到整体壁厚40%时将其检测出来。缺陷检测实验验证了文中设计方案的可行性。

摘要：准确预测固井循环阶段井筒温度场有助于水泥浆性能参数的设计和井筒压力的计算,为此,基于井筒流动机理和传热学理论,考虑不同区域差异对传热过程的影响和不同流体热力学参数差异及其随井深变化的特点,结合流体界面位置描述方程,建立了适用于深水固井循环阶段的井筒温度场预测模型。利用2口井的实测数据对模型进行了验证,并进行了关键因素的影响规律分析。结果表明:注入水泥浆之前,钻井液应循环2~4周,以降低注入过程中循环时间改变对井底循环温度的影响;注入水泥浆过程中,排量越大,周围环境的升温或降温作用越不明显;计算过程中,若不考虑温度对比热容的影响,则预测的井底循环温度会偏高2~4℃;水泥浆密度对温度的影响规律与传热方向有关。研究结果对深水固井具有一定的指导作用。

摘要：近年来,人工智能(AI)技术在电池设计与优化领域取得了显著进展,特别是在液流电池的研究中展现出巨大的应用潜力。液流电池因其低成本、大规模、长循环寿命及高安全性,成为新型电力储能系统的研究重点。然而,传统的实验与仿真方法在探索液流电池设计空间方面效率较低,难以揭示其复杂的物理化学机制。本工作提出将计算机模拟与数据驱动的AI技术相结合,建立了具备高度可解释性的多物理场驱动模型,并通过机器学习辅助分析与优化液流电池设计。研究表明,机器学习模型在电压效率、库仑效率和容量预测方面表现优异,特别是梯度提升模型(gradient boosting,GB)在预测准确性上优于其他模型。通过SHAP分析识别关键影响因素,并结合电化学反应机理进行解释,为液流电池性能优化提供了科学依据。此外,本工作还开发了一个专门针对液流电池领域的大语言模型,通过精细的提示工程和文本分析流程,尽可能最小化“幻觉”,有效提升了信息处理的准确性。本工作的研究表明,AI驱动的模拟与优化方法为液流电池的设计与性能提升提供了新途径,未来随着计算能力和算法的不断发展,AI在液流电池及其他储能技术中的应用前景将更加广阔。

摘要：针对传统的通用型同轴线产品设计、制造基础理论缺陷和目前微波采油现场利用地下石油管构建超长、功率容量大及能量损耗小的井筒同轴线工程需求,进行通用型同轴线结构优化理论和设计方法研究;突破经典的单因素优化方法约束,基于同轴线上传输功率、能量损耗与衰减系数三者之间固有的物理关系,构造兼顾最大传输功率和最小衰减系数双重因素影响的目标函数数学模型;提出同轴线半径比优化设计方法。结果表明:通用型同轴线的外、内导体半径比最优值为2.11,特性阻抗标称值为45Ω;同轴线传输特性对其导体半径比的变化很敏感,应用经典的单因素优化结果不能满足使用要求,只有兼顾最大传输功率和最小衰减系数双重因素影响才能使通用型同轴线具有通用性功能,本文的理论结果与同轴线单模传输公式相结合,构成了完整的通用型同轴线结构优化设计理论体系。

摘要：隔水导管是自升式平台进行海上作业的基础结构。然而,循环的波浪载荷会使隔水导管产生过大的横向位移和弯矩,进而导致其失效。本文结合Morison方程以及美国石油学会(American Petroleum Institute, API)规范中的p-y曲线,建立了井口到海底的隔水导管的分段力学模型,创新性地提出了将隔水导管简化为两端简支梁的多点边值问题的求解方法,将控制方程转化为一阶微分方程组,然后通过MATLAB求解计算,验证了本文理论推导和求解的正确性,最后对影响隔水导管力学性能的关键参数进行了分析研究。所得结论进一步提高了隔水导管理论模型的计算精度和对工程设计的有效指导作用。

摘要：现有超深井溢流压井技术依靠手动控制节流管汇,响应速度慢,井筒压力波动大,容易引发二次溢流、漏失等复杂情况,而自动控制压井技术可实现钻井时溢流压井作业稳定控制。为此,设计了比例–积分–微分(PID)与位移双层协同反馈的自动控制方法,开发了超深井自动控制压井系统,建立了自动控制压井物理模拟试验装置,开展了恒定目标压力、连续变化目标压力、压力突变干扰等条件下的自动控制压井试验。试验结果表明,自动控制压井系统能够在30 s左右完成节流阀开度的调节,节流压力波动范围小于0.02 MPa,与手动控制压井相比,自动控制压井系统具有良好的稳定性、准确性、反应速度和抗干扰能力。研究结果为超深井复杂地层安全压井提供了理论依据。

摘要：目的探明CO_(2)和H_(2)S对镍基合金028钝化膜性能和点蚀敏感性的影响。方法采用循环动电位极化(CPP)、电化学阻抗谱(EIS)、莫特-肖特基(M-S)等测试方法,研究Cl-环境、CO_(2)-Cl-环境和H_(2)S-Cl-环境中镍基合金028的钝化膜性能。通过制备一维人工凹坑电极模拟点蚀坑的稳态生长,采用向负向电位扫描法,研究镍基合金028在局部点蚀环境中的金属溶解动力学,明确CO_(2)和H_(2)S对点蚀生长动力学的影响。结果CO_(2)和H_(2)S都会使镍基合金028钝化膜性能变差,而H_(2)S的影响更为显著,具体表现为:在H_(2)S-Cl-环境中具有更高的钝化电流密度jp、更低的点蚀电位Eb和再钝化电位Erp。H_(2)S-Cl-环境中的钝化膜电阻Rf、电荷转移电阻Rt和钝化膜厚度均低于CO_(2)-Cl-环境中的,此外,钝化膜在H_(2)S-Cl-环境中具有更高的点缺陷密度。在最大点蚀坑溶解电流密度jdiss,max相同的条件下,H_(2)S-Cl-环境中点蚀稳态生长所需的驱动力Emax明显低于CO_(2)-Cl-环境中的;在相同Emax下,H_(2)S-Cl-环境中的jdiss,max高于CO_(2)-Cl-环境中的。结论CO_(2)和H_(2)S通过增加钝化膜溶解速率、降低钝化膜电阻和增加点缺陷密度,不同程度地增加了镍基合金028的点蚀敏感性,而H_(2)S更容易造成钝化膜损伤。在点蚀稳态生长阶段,镍基合金028点蚀的稳态生长遵循塔菲尔规律,相比于CO_(2),H_(2)S更容易促进点蚀从亚稳态向稳态发展,并且在H_(2)S环境中具有更高的点蚀生长稳定性。

摘要：海洋封存二氧化碳是实现我国“双碳”战略目标的有效措施。采用海上平台注入液态二氧化碳(liquid CO_(2),LCO_(2))的方式进行封存作业,在LCO_(2)输送环节可采用漂浮式软管作为输送管道。本文依据现行标准和输送作业需求提出了一种LCO_(2)漂浮软管的复合结构形式,建立了其有限元模型,评估了软管在内压、拉伸和弯曲载荷作用下的损伤状态,得到了增强钢丝和增强帘线的损伤状态随载荷变化的规律,研究了增强钢丝的螺旋角度对软管力学性能的影响规律,对增强钢丝的螺旋角度进行了优化。该研究可为漂浮式LCO_(2)输送软管的设计和选用提供技术参考。

摘要：群体行为识别旨在识别包含多个个体的群体行为。在现实场景中,群体行为通常可以被视为从群体到子群体再到个人的层次结构。然而,以前的群体行为识别方法主要侧重于对个体之间的关系进行建模,缺乏对子群体之间关系的深度研究。从该角度出发,该文提出一种基于多尺度子群体交互关系(MSIR)的多层次群体行为识别框架。除对个体关系进行建模外,重点关注了子群体之间的多尺度交互特征。具体优化如下:设计子群体划分模块,通过个体外观特征和其空间位置来聚合可能存在关联的个体,再进一步利用语义信息动态地生成不同尺度大小的子群体;设计子群体交互特征提取模块,通过构建不同子群体之间的交互矩阵以及图神经网络的关系推理能力,提取更具判别力的子群体特征。实验结果表明,与现有12种方法在排球数据集和集体活动数据集这两个群体行为识别基准数据集上对比,该文方法都取得最好的性能结果。作为一个易于扩展和优化的群体行为识别框架,该算法在不同数据集上都具有较好的泛化能力。

摘要：铯基全无机钙钛矿CsPbBr_(3)具有良好的热稳定性,在应用中表现出优越的发光特性,是近年来光电领域的明星材料.CsPbBr_(3)界面的光生载流子过程与其光电性能密切相关.本文采用非绝热分子动力学方法结合含时密度泛函理论,对CsPbBr_(3)及其合金化结构的激发态动力学过程进行了系统研究.研究结果表明,Sn/Ge合金化能够有效缩短退相干时间,减缓电子-空穴复合.CsPb_(0.75)Ge_(0.25)Br_(3)体系的载流子寿命延长至1.6倍,而CsPb_(0.5)Ge_(0.25)Sn_(0.25)Br_(3)体系的载流子寿命延长为原始体系的4.2倍.证明了B位(钙钛矿结构ABX_(3)中的B位)金属阳离子的双原子合金化对CsPbBr_(3)的非辐射电子-空穴复合具有很强的影响.本研究提供了一种能够有效延长钙钛矿载流子寿命,合理优化太阳能电池性能的合金化方案,为未来钙钛矿太阳能电池材料的设计提供了思路.